一种耐热陶瓷涂料和表面涂层及制备方法技术

本申请涉及一种耐热陶瓷涂料和表面涂层及制备方法，涉及涂层技术的领域，耐热陶瓷涂料包括以下重量份的原料：25

【技术实现步骤摘要】
一种耐热陶瓷涂料和表面涂层及制备方法


[0001]本申请涉及涂层技术的领域，更具体地说，它涉及一种耐热陶瓷涂料和表面涂层及制备方法。

技术介绍

[0002]米风洞是指一种用于能源科学
的科学仪器，压缩机作为连续式跨声速风洞的驱动系统，其运转性能与风洞总体性能的匹配设计是风洞研制的关键技术之一，而轴承箱对压缩机的压缩性能起着决定性的作用，因此压缩机轴承箱对于米风洞的整体性能以及实验数据的精确性极为重要。
[0003]相关技术中，由于轴承箱设置于米风洞的高速高温气流管道中，而轴承箱和润滑油的正常工作温度为80℃，因此需要将长时间有氧耐温300℃的隔热涂层涂刷于轴承箱表面，并使得轴承箱和润滑油工作温度控制在100℃以内，现有的轴承箱上涂抹的隔热涂层为隔热纳米复合陶瓷涂料，最高可耐受温度为1300℃，满足了米风洞压缩机轴承箱的耐高温要求。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为上述隔热纳米复合陶瓷涂料的耐热空气抗老化性能较低，在长时间高温气流的冲刷下，受热膨胀，更容易产生开裂的现象，造成隔热纳米复合陶瓷涂料从基层上脱落，稳定性较差。

技术实现思路

[0005]为了提高隔热纳米复合陶瓷涂料的抗老化性能，解决隔热纳米复合陶瓷涂料在轴承箱金属表面的稳定性低的问题，本申请提供一种耐热陶瓷涂料和表面涂层及制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种耐热陶瓷涂料，采用如下的技术方案：一种耐热陶瓷涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：25
‑
35份有机硅树脂腻子粉，60
‑ꢀ
70份耐高温氧化物，3
‑
8份碳纤维。
[0007]通过采用上述技术方案，第一方面，耐热陶瓷涂料中的有机硅树脂腻子粉、耐高温氧化物、碳纤维均有较好的耐高温性能；第二方面，有有机硅树脂腻子粉、耐高温氧化物、碳纤维相辅相成，相互促进。组成耐热陶瓷涂料的耐高温氧化物中高价态的阳离子能够捕捉有机硅树脂中聚硅氧烷侧链氧化过程中产生的自由基，以阻止链增长反应的继续进行，而且被还原的低价态阳离子能够被空气中的氧气重新氧化为高价态离子，循环反应，从而改善有机硅树脂的耐热空气老化性；当耐热陶瓷涂料中加入3
‑
8份碳纤维时，整个耐热陶瓷涂料的结构更加错综复杂，大量的碳纤维紧密交织在一起，相互接触成接触点，同时增加纤维之间的摩擦力使得纤维结合更牢固，而且耐热陶瓷涂料中的其他粒子能够进入纤维骨架形成的大量不规则网洞中，因此，耐热陶瓷涂料难以因为受热膨胀而开裂，耐热空气老化性好；而且耐热陶瓷涂料内部会产生很大的流动阻滞力，涂料的粘度增高。
[0008]可选的，所述耐高温氧化物选自ZrO2、ZnO或SiO2·
H2O中之一种或多种。
[0009]通过采用上述技术方案，ZrO2、ZnO与SiO2·
H2O三种氧化物均具有较好的耐高温性
能，且上述三种氧化物中的阳离子均为高价态阳离子，在与有机硅树脂配合过程中，可以很好的改善有机硅树脂的耐热空气老化性，从而提高耐热陶瓷涂料的耐热空气老化性。
[0010]第二方面，本申请提供的一种耐热表面涂层，采用如下的技术方案：一种耐热表面涂层，包括上述耐热陶瓷涂料层。
[0011]通过采用上述技术方案，采用上述耐热陶瓷涂料制成的耐热表面涂层具有高的耐热性与耐热空气老化性，因此，该耐热陶瓷涂料层能够持续的减小受热表面与基层的热膨胀形变差别，使得耐热表面涂层在基层上的稳定性较高，不易脱落。
[0012]可选的，所述耐热表面涂层还包括打底层，所述打底层依次包括砂层、Y2O3‑
ZrO2层和镍钴铝镉钇层。
[0013]通过采用上述技术方案，砂层为底层的目的在于，使得压缩机轴承箱表面粗糙，则压缩机轴承箱表面与后续涂层接触的表面积增大，粘接强度增高；镍钴铝镉钇为第三代高温涂层，具有良好的粘接性能，也具有良好的耐高温性能；Y2O3‑
ZrO2为第四代高温涂层，具有优异的耐高温性能，将第三代高温涂层与第四代高温涂层结合，第三代高温涂层作为粘接剂的同时，还能够充当耐高温材料，使得打底层的耐高温效果更好，与压缩机轴承箱表面的粘接效果也有较大的提高，将压缩机轴承箱表面与表面涂层的结合强度从4MPa提高到60MPa左右；耐热表面涂层采用耐热陶瓷涂料与打底层，使得打底层增加耐热陶瓷涂料在压缩机轴承箱表面的粘接性能，则该表面涂层同时拥有强的粘接性能与耐热老化性能，能够持续的减小受热表面与基层的热膨胀形变差别，长时间内，将耐热表面涂层与压缩机轴承箱表面的结合强度稳定在60MPa左右，使得耐热表面涂层在压缩机轴承箱表面的稳定性较高，不易脱落。
[0014]可选的，所述耐热陶瓷涂料层的厚度为5
‑
8mm，所述打底层的厚度为0.75
‑
1.8mm。
[0015]通过采用上述技术方案，由于耐热陶瓷涂料层对降低涂层表面与压缩机轴承箱表面的热膨胀形变差别起着决定性的作用，因此耐热陶瓷涂料层的厚度大于打底层的厚度，若耐热陶瓷涂料层的厚度再薄一些，则隔热效果较弱，若耐热陶瓷涂料层的厚度再厚一些，会提高耐热陶瓷涂料层内部的热应力，且产生了原料浪费，厚度为5
‑
8mm的耐热陶瓷涂料层虽然用料较少，但是足以起到较好的隔热效果，有效减小表面涂层与压缩机轴承箱表面的热膨胀型形变差别；打底层在粘接耐热陶瓷涂料层的同时，起到隔热作用。
[0016]可选的，所述耐热陶瓷涂料层为层状结构，所述耐热陶瓷涂料层中每层厚度为1
‑ꢀ
1.5mm。
[0017]通过采用上述技术方案，依据上述每层涂层的厚度与达到涂覆的总厚度能够计算出，耐热陶瓷涂料层需要喷涂5次，梯度降温效果较好。
[0018]可选的，所述砂的粒径为0.5
‑
1.5mm。
[0019]通过采用上述技术方案，粒径为0.5
‑
1.5mm的砂在增加后续涂层与压缩机轴承箱表面粘接表面积的同时，由于单个颗粒的砂重力较小，易于粘覆在压缩机轴承箱表面上，因此，便于后续涂层在压缩机轴承箱表面上结合的强度增高。
[0020]可选的，所述耐热表面涂层还包括硬化层，以硬化层为基准，所述硬化层的原料包括5
‑
6份高温反射隔热纳米复合陶瓷涂料、1
‑
3份8％Y2O3‑
ZrO2、3
‑
4份硅酸钠、3
‑
4份氧化锆与0.1
‑
0.3份碳纤维；上述均为重量份，以有机硅树脂的重量份数为基准。
[0021]通过采用上述技术方案，高温反射隔热纳米复合陶瓷涂料本身具有较强的抗冲刷性能，添加8％Y2O3‑
ZrO2、硅酸钠、氧化锆与碳纤维，进一步增强高温反射隔热纳米复合陶瓷涂料的抗老化性、耐热性与抗冲刷性能，使得硬化层作为压缩机轴承箱表面的最外层，耐受高温、抗冲刷的能力进一步提高。
[0022]可选的，所述硬化层为层状结构，所述硬化层中每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热陶瓷涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：25
‑
35份有机硅树脂腻子粉，60
‑
70份耐高温氧化物，3
‑
8份碳纤维。2.根据权利要求1所述的一种耐热陶瓷涂料，其特征在于，所述耐高温氧化物选自ZrO2、ZnO或SiO2
·
H2O中之一种或多种。3.一种耐热表面涂层，其特征在于，包括权利要求1所述耐热陶瓷涂料层。4.根据权利要求3所述的一种耐热表面涂层，其特征在于，还包括打底层，所述打底层依次包括砂层、Y2O3
‑
ZrO2层和镍钴铝镉钇层。5.根据权利要求4所述的一种耐热表面涂层，其特征在于，所述耐热陶瓷涂料层厚度为5
‑
8mm，所述耐热陶瓷涂料层为层状结构，所述耐热陶瓷涂料层中每层厚度为1
‑
1.5mm；所述打底层的厚度为0.75
‑
1.8mm；所述砂的粒径为0.5
‑
1.5mm。6.根据权利要求3~5中任一项所述的一种耐热表面涂层，其特征在于，还包括硬化层，以硬化层为基准，所述硬化层的原料包括5
‑
6份高温反射隔热纳米复合陶瓷涂料、1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹向阳，
申请(专利权)人：陕西新兴热喷涂技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：