一种耐原子氧涂覆液及其制备涂覆方法技术

本发明专利技术涉及一种耐原子氧涂覆液及其制备涂覆方法，包括水合硝酸铝、三乙醇胺、乙醇、去离子水、磷酸钠水溶液和氨丙基三甲氧基硅烷，将氨丙基三甲氧基硅烷在去离子水中水解形成混合溶液Ⅰ，将水合硝酸铝溶解于三乙醇胺、乙醇和去离子水的混合溶剂中，再依次加入磷酸钠水溶液和乙醇混合，形成混合溶液Ⅱ，继而将混合溶液Ⅰ加入混合溶液Ⅱ中搅拌、静置，得到涂覆液，最后将涂覆液涂覆于产品表面并利用高温固化形成涂层。本发明专利技术所制备涂覆形成的涂层，可有效地抵抗原子氧侵蚀，耐原子氧性能极佳。耐原子氧性能极佳。

【技术实现步骤摘要】
一种耐原子氧涂覆液及其制备涂覆方法


[0001]本专利技术属于耐原子氧涂覆液加工领域，具体涉及一种耐原子氧涂覆液及其制备涂覆方法。

技术介绍

[0002]随着航天技术的发展，卫星、空间站等大型长寿命航天器的研制对国防建设及国家科技水平的提升都具有重要的战略意义。运行的低轨道航天器速度大，可能遭受原子氧、热循环、紫外辐照、带电粒子辐射等各种苛刻空间环境的作用。
[0003]其中，原子氧与材料相互作用比其它空间环境因素大得多，原子氧的损伤效应主要是与材料表面成份发生反应，导致材料解离、质损及机械性能下降，甚至可引起结构材料变形、光学和电学性能改变及温控失效等，影响飞行器的使用寿命。而相对于高速运行的航天器，原子氧撞击的束流密度可达10
15
atoms/(s
·
cm2)。根据动能定理，原子氧的相对速度乘以其质量为其动能值，据计算原子氧的平均撞击能约为5eV，大部分化学键的活化能小于4eV，原子氧的撞击能量足以使许多材料的化学键断裂并发生反应。
[0004]目前，原子氧防护技术研究主要集中抗原子氧侵蚀新材料以及耐原子氧涂覆液两方面。针对耐原子氧涂覆液方面，以硅氧化物和氧化铝的原子氧防护性能最好，但是现有技术中用于形成耐原子氧涂覆液的制备过程复杂，并且所制得的涂覆层的耐原子氧性能不稳定，无法达到预期的原子氧防护效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种耐原子氧涂覆液及其制备涂覆方法，以解决涂覆液所形成的涂层耐原子氧性能差的问题。
[0006]本专利技术的一种耐原子氧涂覆液是这样实现的：
[0007]一种耐原子氧涂覆液，按质量份数计包括以下组分：
[0008]水合硝酸铝6
‑
16份、三乙醇胺4
‑
12份、乙醇10
‑
25份、去离子水Ⅰ35
‑
50份、磷酸钠水溶液5
‑
12份和混合溶液Ⅰ10
‑
25份；
[0009]其中，所述混合溶液Ⅰ按质量份数计包括以下组分：氨丙基三甲氧基硅烷10
‑
25份和去离子水Ⅱ20
‑
35份。
[0010]进一步的，所述磷酸钠水溶液为10％磷酸钠水溶液。
[0011]其次，本专利技术还提供了一种耐原子氧涂覆液的制备涂覆方法，包括以下步骤：
[0012]S1：将氨丙基三甲氧基硅烷加入去离子水Ⅱ中加热搅拌，使氨丙基三甲氧基硅烷充分水解，得到混合溶液Ⅰ；
[0013]S2：将去离子水Ⅰ、三乙醇胺和部分乙醇混合，得到混合溶剂；
[0014]S3：将水合硝酸铝加入混合溶剂中加热搅拌，使水合硝酸铝充分溶解；
[0015]S4：将磷酸钠水溶液和剩余乙醇加入步骤S3所得到的溶液中搅拌混合，得到混合溶液Ⅱ；
[0016]S5：将混合溶液Ⅰ加入混合溶液Ⅱ中搅拌混合，继而静置，即可得到溶胶状的涂覆液；
[0017]S6：将涂覆液涂覆于产品表面，高温固化形成耐原子氧侵蚀的涂层。
[0018]进一步的，步骤S1中，加热温度为55
‑
65℃，氨丙基三甲氧基硅烷的水解反应时间为1
‑
1.5h。
[0019]进一步的，步骤S3中，加热温度为50
‑
55℃。
[0020]进一步的，步骤S4中，搅拌时间为0.5h，所得到混合溶液Ⅱ的pH值为4
‑
5。
[0021]进一步的，步骤S4中所加入的乙醇份数至少是步骤S2中所加入的乙醇份数的两倍。
[0022]进一步的，步骤S5中，搅拌时间为0.5h，静置时间为10
‑
12h。
[0023]进一步的，步骤S6中，固化的温度为135
‑
165℃。
[0024]采用了上述技术方案后，本专利技术具有的有益效果为：
[0025]本专利技术采用氧化铝改性硅氧烷制备的耐原子氧涂覆液，不仅组分种类少，制备方式简单易操作，而且在将其涂覆于产品表面经过高温固化形成耐原子氧涂层，所产生的交联固化产物结构稳定，可有效地抵抗原子氧侵蚀，耐原子氧性能极佳。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0027]因此，以下对本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]一种耐原子氧涂覆液，按质量份数计包括以下组分：水合硝酸铝6
‑
16份、三乙醇胺4
‑
12份、乙醇10
‑
25份、去离子水Ⅰ35
‑
50份、磷酸钠水溶液5
‑
12份和混合溶液Ⅰ10
‑
25份。
[0029]其中，乙醇和去离子水Ⅰ作为溶剂，三乙醇胺作为缓冲剂，磷酸钠水溶液和混合溶液Ⅰ则作为助剂。
[0030]所述混合溶液Ⅰ按质量份数计包括以下组分：氨丙基三甲氧基硅烷10
‑
25份和去离子水Ⅱ20
‑
35份。
[0031]在混合溶液Ⅰ中，去离子水Ⅱ作为溶剂，用于实现氨丙基三甲氧基硅烷的水解。
[0032]所述磷酸钠水溶液选用质量分数为10％磷酸钠水溶液。
[0033]磷酸钠水溶液作为助剂，用于调节pH值。
[0034]其次，本实施例还提供了一种耐原子氧涂覆液的制备涂覆方法耐原子氧涂覆液，包括以下步骤：
[0035]S1：将氨丙基三甲氧基硅烷加入去离子水Ⅱ中加热搅拌，使氨丙基三甲氧基硅烷充分水解，得到混合溶液Ⅰ。
[0036]其中，加热温度为55
‑
65℃，氨丙基三甲氧基硅烷的水解反应时间为1
‑
1.5h。
[0037]在此水解过程中，氨丙基三甲氧基硅烷中的硅氧烷结构在水溶液中水解交联，得到交联产物Ⅰ，反应式如下：
[0038][0039]S2：将去离子水Ⅰ、三乙醇胺和部分乙醇混合，得到混合溶剂。
[0040]其中，三乙醇胺作为pH调节缓冲剂，避免溶液体系中pH值的波动过大，可以有效提升氧化铝颗粒的均匀性。
[0041]S3：将水合硝酸铝加入混合溶剂中加热搅拌，使水合硝酸铝充分溶解。
[0042]其中，加热温度为50
‑
55℃。
[0043]S4：将磷酸钠水溶液和剩余乙醇加入步骤S3所得到的溶液中搅拌混合得到混合溶液Ⅱ。
[0044]磷酸钠水溶液作为pH值调节剂，其用于将步骤S3所得溶液的pH值调节为4
‑
5，从而使该溶液中水合硝酸铝生成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐原子氧涂覆液，其特征在于，按质量份数计包括以下组分：水合硝酸铝6
‑
16份、三乙醇胺4
‑
12份、乙醇10
‑
25份、去离子水Ⅰ35
‑
50份、磷酸钠水溶液5
‑
12份和混合溶液Ⅰ10
‑
25份；其中，所述混合溶液Ⅰ按质量份数计包括以下组分：氨丙基三甲氧基硅烷10
‑
25份和去离子水Ⅱ20
‑
35份。2.根据权利要求1所述的耐原子氧涂覆液，其特征在于，所述磷酸钠水溶液为10％磷酸钠水溶液。3.如权利要求1或2所述的耐原子氧涂覆液的制备涂覆方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将氨丙基三甲氧基硅烷加入去离子水Ⅱ中加热搅拌，使氨丙基三甲氧基硅烷充分水解，得到混合溶液Ⅰ；S2：将去离子水Ⅰ、三乙醇胺和部分乙醇混合，得到混合溶剂；S3：将水合硝酸铝加入混合溶剂中加热搅拌，使水合硝酸铝充分溶解；S4：将磷酸钠水溶液和剩余乙醇加入步骤S3所得到的溶液中搅拌混合，得到混合溶液Ⅱ；S5：将混合溶液Ⅰ加入混合溶液Ⅱ中搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晶，黄大成，陈芬，
申请(专利权)人：常州嘉尔电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：