【技术实现步骤摘要】
本专利技术金属表面复合涂层的制备，具体涉一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法。
技术介绍
1、钛合金具有密度低、比强度高、高低温耐受性好、抗冲击性好、耐腐蚀性能好等一系列优异的特点，是航天航空领域的重要结构材料，主要应用于飞行器机体结构及机身等部位。但是，钛合金本身的导热系数较低，飞行器在高速飞行过程中会导致其表皮温度迅速升高，同时，长时间的太阳光照射也会造成钛合金机体温度不断上升，最终使得飞行器内部电子元件的正常工作受到严重影响，从而阻碍飞行器的正常飞行。因此，在钛合金表面制备同时具有高导热性能及辐射降温性能的涂层，一方面通过高导热涂层将钛合金表面的热量传导出去，另一方面利用辐射降温涂层在太阳光谱波段(0.25μm～2.5μm)的高反射率及热辐射波段(2.5μm～25μm)的高发射率，从源头上对太阳能的辐射热量进行反射，避免钛合金表面被太阳光加热，与此同时，也能将钛合金本身的热量以红外辐射的方式发射出去。将高导热性及辐射降温性能两种功能相结合对于有效防止钛合金机体结构件表面温度过高，避免钛合金构件过早老化，延长其使用寿命具有重要的意义。
2、在实际应用中，当飞行器在使用过程中遇到雨水冲刷，或者当空气中的灰尘污染物落到机身表面时，会对涂层表面的导热性能及辐射降温性能产生较大的影响，进而缩短涂层的使用寿命。超疏水表面是指水滴在其上的接触角大于150°且易于滚动的表面，当空气中的灰尘污染物颗粒滴落到涂层表面时，能够随着水滴的滚动将表面的污染物带走，表现出优异的自清洁效应。将超疏水功能赋予高导热及辐射降温涂层，
3、为了有效控制飞行器机体结构及机身表面的温度，目前研究中主要通过在钛合金表面制备具有高红外发射率的涂层，通过红外发射的形式将钛合金基体的热量散发出发，进而起到降温的目的。但是，单一的高红外发射率涂层对钛合金表面的温度控制效果有限，一种在钛合金表面制备同时具有高导热性、超疏水性及辐射降温性能的涂层尚未报道。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法。该方法通过在钛合金表面依次形成导热性能优异的金属颗粒导热涂层和具有超疏水辐射降温性能的多级微孔结构，在钛合金表面获得高导热超疏水辐射降温涂层，将高导热性，超疏水性及辐射降温性三种功能复合到同一涂层上，该涂层具有良好的环境耐受性，且与钛合金基材的结合强度较好，解决了目前钛合金在使用过程中导热及散热性能差的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
3、步骤一、将导热性能优于钛合金的金属纳米颗粒分散到环氧树脂溶液中，经磁力搅拌器搅拌混合均匀得到第一分散液，然后将第一分散液涂覆到钛合金表面，并进行预固化处理，形成导热涂层；
4、步骤二、将聚二甲基硅氧烷和环氧树脂加入到溶剂中搅拌均匀得到共混液，然后加入聚四氟乙烯颗粒并分散，得到第二分散液，再将第二分散液涂覆到步骤一中形成的导热涂层表面，并进行固化处理，形成超疏水辐射降温涂层，从而在钛合金表面获得微纳米复合的高导热超疏水辐射降温涂层。
5、上述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属纳米颗粒为铜纳米颗粒、银纳米颗粒、金纳米颗粒或铝纳米颗粒，粒径为10nm～500nm。
6、上述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述环氧树脂溶液中的溶剂为四氢呋喃，环氧树脂溶液的质量浓度为0.1％～1％，第一分散液中金属纳米颗粒的质量浓度为5％～10％。
7、上述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述第一分散液通过浸涂、喷涂、滴涂或旋涂方式涂覆到钛合金表面，所述预固化处理的温度为40℃～80℃，时间为20min～80min，所述导热涂层的厚度为50μm～200μm。
8、上述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述溶剂为四氢呋喃，共混液中聚二甲基硅氧烷的质量浓度为1％～3％，环氧树脂的质量浓度为0.1％～1％，所述聚四氟乙烯颗粒的粒径为50nm～500nm，且第二分散液中聚四氟乙烯颗粒的质量浓度为1％～8％。
9、上述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述第二分散液通过喷涂方式涂覆到步骤一中形成的导热涂层表面，所述固化处理的温度80℃～120℃，时间为60min～150min。
10、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
11、1、本专利技术先利用导热性能优异的金属纳米颗粒形成导热涂层改善钛合金的导热性能，然后利用聚四氟乙烯颗粒/聚二甲基硅氧烷/环氧树脂的共混液在导热涂层上形成超疏水辐射降温涂层，提供了对太阳光的高反射率及热辐射波段的高发射率，实现超疏水辐射降温性能，在钛合金表面制备得到高导热超疏水辐射降温涂层。
12、2、本专利技术在导热涂层上制备的超疏水辐射降温涂层具有多级微孔结构，保证其底部的导热涂层未被完全覆盖，兼顾了钛合金表面涂层的导热效率及辐射降温性能，有效解决了目前钛合金在使用过程中导热性能及散热性能差的问题。
13、3、本专利技术在导热涂层上制备超疏水辐射降温涂层的第二分散液中的聚四氟乙烯颗粒，聚二甲基硅氧烷及环氧树脂均具有良好的环境耐受性，耐紫外线辐射、耐雨水和气候变化等的影响，同时，第二分散液基体为环氧树脂体系，与钛合金基材之间的结合强度较好，有效保证了高导热超疏水辐射降温涂层的实际耐用性，有较强的实用价值。
14、4、本专利技术的制备过程中采用工业中常用的涂层工艺如浸涂、滴涂、喷涂，该方法适用于任何形状的基材，不依赖于特殊的设备，制备过程简单，制备成本低，所有操作均可在常温条件下进行，条件温和，可大面积生产。
15、下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。
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1.一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属纳米颗粒为铜纳米颗粒、银纳米颗粒、金纳米颗粒或铝纳米颗粒，粒径为10nm～500nm。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述环氧树脂溶液中的溶剂为四氢呋喃，环氧树脂溶液的质量浓度为0.1％～1％，第一分散液中金属纳米颗粒的质量浓度为5％～10％。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述第一分散液通过浸涂、喷涂、滴涂或旋涂方式涂覆到钛合金表面，所述预固化处理的温度为40℃～80℃，时间为20min～80min，所述导热涂层的厚度为50μm～200μm。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述溶剂为四氢呋喃，共混液中聚二甲基硅氧烷的质量浓度为1％～3％，环氧树脂的质量浓度
6.根据权利要求1所述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述第二分散液通过喷涂方式涂覆到步骤一中形成的导热涂层表面，所述固化处理的温度80℃～120℃，时间为60min～150min。
...【技术特征摘要】
1.一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述金属纳米颗粒为铜纳米颗粒、银纳米颗粒、金纳米颗粒或铝纳米颗粒，粒径为10nm～500nm。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述环氧树脂溶液中的溶剂为四氢呋喃，环氧树脂溶液的质量浓度为0.1％～1％，第一分散液中金属纳米颗粒的质量浓度为5％～10％。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金表面高导热超疏水辐射降温涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述第一分散液通过浸涂、喷涂、滴涂或旋涂方式...
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