一种风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料及其制备方法，所述涂料包括质量份数的如下组分：以成膜树脂的总质量为100份计，含有填料2

【技术实现步骤摘要】
一种风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料领域，具体涉及一种风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，通用航空活塞发动机仍然以风冷汽油发动机为主要动力装置，发动机表面防腐处理主要分为阳极氧化技术和涂覆磁漆，阳极氧化技术虽然有重量优势但是需要在零部件加工过程中进行，工艺成本高并且氧化层很薄，在潮湿环境特别是水上飞机的使用过程中防护作用有限。涂覆磁漆虽然成本低廉，也有较好的防护效果但是导热性能较差，很容易导致发动机在飞机爬升等高负荷、低来流速度等条件下产生发动机过热。
[0003]风冷航空发动机涂料需要适应的工作温度为
‑
40℃至260℃，使用寿命为12年，并且需要具有高导热性和防火特性。中国专利申请CN102140308公开了“一种新型耐高温涂料”，其为以稀土氧化物和铝铁氧化物为主填料的有机硅耐高温涂料，可适应高达600℃的高温但是导热性较差。中国专利申请CN103113768公开了一种用于发动机排气系统的耐高温涂料，其为大量陶瓷材料为填料，有很高的耐温性和防火性，但是同样导热效果较差。中国专利申请CN102649896公开了一种新型高导散热涂料及其制造方法，其为大量的石墨材料为填料，具有高导热特点，适用于电子产品封装，但耐高温性能较差。
[0004]因此，新型风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料是非常需要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一是解决现有技术中风冷航空发动机用涂料导热低，不耐高温等技术问题，提供一种新型的风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料，大大提高涂料的导热性能，同时兼具耐温防腐蚀等性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术所述的一种风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料，包括质量份数的如下组分：以成膜树脂的总质量为100份计，含有填料2
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143份，优选为10
‑
82份；含有固化剂3
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20份，优选为8
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15份；含有分散剂1
‑
10份，优选为1
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5份；含有着色剂1
‑
10份，优选为1
‑
5份。
[0007]上述技术方案中，所述成膜树脂选自二苯醚树脂、氯代邻羟基二苯醚树脂和十溴二苯醚树脂中的至少一种；优选为苯酚改性的二苯醚树脂。二苯醚类树脂是以二苯醚作为主链骨架的热固性树脂，简称Doryl，该类树脂具有耐高温，高强度，耐腐蚀，抗辐射等特点。非常适合用于风冷型航空活塞发动机。而且二苯醚树脂本身有很强的耐高温能力，300℃高温下机械性能保持不变，附着能力不变，同时具备良好的防腐能力。
[0008]上述技术方案中，所述填料选自以下组分中的至少一种：
[0009][0010]石墨粉，碳纳米管，氮化铝和纳米镍粉均具有良好的导热能力，但是导电的机理不同，石墨粉导电是石墨的片状结构，片层内部是六边形结构，每个碳原子外层电子是SP2杂化，还剩下一个电子可以作为载流子。碳纳米管导电机理与石墨类似。氮化铝导电性一般，纳米镍粉导电率最高。但是以上集中材料作为填料使用时，还与填料之间的几何拓扑结构有关。所以填充材料与基体材料相比，成分含量也比较高。碳纳米管具有良好的传热性能，具有非常大的长径比，其沿着长度方向的热交换性能很高，径向方向的热交换性能较低；碳纳米管，石墨粉，纳米镍粉均具有导电性和导热性能，同时这几种金属或者非金属导热物质都可以在高温条件下保持稳定的性能，也就是说在各种温度条件下都可以保持良好的导热能力。
[0011]上述技术方案中，所述填料优选为纳米镍粉，进一步优选为纳米镍粉和鳞片石墨的混合，具体混合比例范围为0.3
‑
2.1，优选比例为0.5
‑
1。
[0012]纳米镍粉和石墨在热传导和防护性能方面各有优点，纳米镍粉含量升高有益于热传导，但是过高含量的镍粉导致涂层不稳定，产期使用容易产生氧化或者其他化学反应。石墨的导热性不如镍粉，但是稳定性更好一点，所以恰当的配合比例能更好的突显二者结合的优势，大大提高涂料的导热性能。
[0013]上述技术方案中，所述固化剂为涂料领域常用的固化剂，优选为双马来酰亚胺和聚苯基铝硅氧烷中的至少一种。
[0014]上述技术方案中，所述分散剂为涂料领域常用的分散剂，优选为阴离子型高分子量羧酸铵盐类表面活性剂或聚醚改性硅氧烷类表面活性剂，进一步优选为聚醚改性硅氧烷类表面活性剂。
[0015]上述技术方案中，所述着色剂涂料领域常用着色剂，优选为金刚石微粉、钛白粉、AgI、亲水性二氧化硅中的至少一种。
[0016]本专利技术的目的之二是解决现有技术中航空发动机高导热耐温防火涂料制备中阳极氧化涂层的施工成本高，耐腐蚀性弱等问题和磁漆导热性能差等一系列问题，提供一种风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料的制备方法，该方法兼具施工成本低，耐腐蚀性强和导热性能好的优点。
[0017]为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：所述的涂料的制备方法，包括将基础成膜树脂分为两部分，一部分混合填料作为组分一，另一部分混合分散剂、着色剂和固化剂作为组分二，然后将两种组分按照要求的比例混合，形成预备涂覆涂料的材料。
[0018]优选地，所述两部分基础成膜树脂的比例范围为(1
‑
10):1。
[0019]此处将基础成膜树脂做成两部分成分是为了避免在实际施工过程中，一些成分，如纳米镍粉，氮化铝等陈放一段时间，会由于分散不佳导致部分组分发生偏聚或者局部富集。
[0020]优选地，在实施涂覆前加入固化剂，固化时间为60
‑
200秒；或者在将预备涂覆涂料涂覆在发动机壳体后，再次涂覆固化剂。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：与基础二甲醚树脂涂料相比，加入导热填料的新型涂料的导热性能大大提升，通过发动机实际运行测试和防火测试，新型涂料在250℃条件进行防火测试，测试结果显示机械性能不变，按照DS160环境实验规范，通过1000小时盐雾试验测试防腐蚀性能，测试结果未发生漆面脱落或芯部材料腐蚀。这很好的满足通航风冷发动机的使用要求。
附图说明
[0022]图1为实施例1涂料的氧化增重实验。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术的进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域技术人员根据本
技术实现思路
对本专利技术做出的一些非本质的改进和调整仍属本专利技术的保护范围。
[0024]实施例1
[0025]一种高导热耐温防火涂料，由以下成分组成：二苯醚树脂100g，鳞片石墨粉9g、碳纳米管3g，氮化铝8g和纳米镍粉9g，着色剂钛白粉3g，分散剂聚醚改性硅氧烷1g。
[0026]合成步骤：首先取将基础成膜组分，二苯醚树脂90g,鳞片石墨粉9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风冷航空发动机用高导热耐温防火涂料，包括质量份数的如下组分：以成膜树脂的总质量为100份计，含有填料2
‑
143份，优选为10
‑
82份；含有固化剂3
‑
20份，优选为8
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15份；含有分散剂1
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10份，优选为1
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5份；含有着色剂1
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10份，优选为1
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5份。2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述成膜树脂选自二苯醚树脂、氯代邻羟基二苯醚树脂和十溴二苯醚树脂中的至少一种；优选为苯酚改性的二苯醚树脂。3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于：所述填料选自以下组分中的至少一种：4.根据权利要求3所述的涂料，其特征在于：所述填料为纳米镍粉和鳞片石墨的混合，具体混合比例范围为0.3
‑
2.1，优选比例为0.5
‑
1。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯岩鹏，蒋彬，侯小宇，刘刚，蒲洪瑞，徐海龙，卢纯青，高名扬，
申请(专利权)人：中国民航科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：