[发明专利]耐高温低膨胀高辐射(反射)无机防水涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温低膨胀高辐射(反射)无机防水涂层，属于无机材料技术领域， 用于飞行器部件上。

背景技术

高温环境中，传热是多种方式的综合传热，所以也就需要多种手段来隔热，高温辐射或 者反射隔热就是其中一种。要想隔热材料兼具低导热、高辐射隔热，可根据不同的热环境在 低导热隔热材料基体上施加高辐射或反射涂层，是一种理想的方式。但是这也对涂层提出来 很苛刻的要求，涂层必须具有耐高温、高辐射或者高反射系数，尤其是要和基体具有相同或 者接近的热膨胀系数，同时在各种飞行器上使用的涂层，为保护各种电子元件等，一般都要 求涂层具有防水防潮的功能。

有机涂层虽然具有弹性的膨胀系数，但是不耐高温，只能选用无机非金属涂层。一般来 说，隔热材料密度越低、孔隙率越高、膨胀系数低以及强度低的特点，尤其对于高性能隔热 材料来说，更是如此，例如航天飞机用石英隔热瓦，而无机涂层一般比较致密、同时膨胀系 数也较大，很难和低密度的隔热材料匹配，结合牢固。因此，研制一种具有耐高温、低膨胀、 高辐射(反射)、防水无机涂层材料具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温低膨胀高辐射(反射)无机防水涂层，结合匹配性能 好，而且满足耐高温、低膨胀和高辐射要求。

本发明所述的耐高温低膨胀高辐射(反射)无机防水涂层，其配料重量组成为：合成硼 硅玻璃粉50～80％、β-锂霞石5～30％、石英粉0～5％、四硼化硅0～20％、黑色颜料0～ 10％和助剂1～3％，其中，助剂由聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例为2∶ (0.5～2)。

其中：

合成硼硅玻璃粉是通过氧化硼和二氧化硅按重量比1∶(2～20)经过高温1000～1200 ℃熔融合成。

β-锂霞石是通过碳酸锂、氧化铝以及二氧化硅按照摩尔比1∶1∶(2～5)经过1100～1400 ℃高温合成。

黑色颜料为钴黑颜料或无钴黑颜料。

其它所用原料石英粉、四硼化硅、黑色颜料等均有市售产品，可直接购买，可能的情况 下，优选购买粉体原料使用。

将本发明涂层配料合成硼硅玻璃粉、β-锂霞石、石英粉、四硼化硅和黑色颜料，经过 球磨研磨分散，再加水和助剂调成料浆，可喷涂或者刷涂在基体上制成涂膜，干燥后经1000～ 1300℃的高温烧结制得涂层，涂层耐高温性能好，可在1200℃以下长期使用，具有低膨胀 性能，膨胀系数在1～10×10^-6mm/mm·K之间，结合匹配性能好，高辐射，辐射系数为0.05～ 0.95，防水性能好(≯0.3％)，而且表面光洁平整。

本发明涂层可用于要求耐高温、低膨胀、高辐射或者高反射隔热、防水防潮的航天、航 空、导弹等飞行器中热防护中，例如航天飞机隔热瓦等，或者应用于耐高温、绝缘等需要高 温辐射换热环境，例如高温绝缘陶瓷换热器等。

附图说明

图1、本发明涂层制备流程框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

合成硼硅玻璃粉通过氧化硼和二氧化硅按重量比1∶10经过高温1100±15℃熔融合成。

β-锂霞石通过碳酸锂、氧化铝以及二氧化硅按照摩尔比1∶1∶3经过1150±10℃高温合 成。

本发明所述的耐高温低膨胀高辐射(反射)无机防水涂层，其配料重量组成为：合成硼 硅玻璃粉50％、β-锂霞石30％、熔融石英粉5％、四硼化硅2％、钴黑颜料10％和助剂3 ％，其中，助剂由聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例为2∶1。

将硼硅玻璃粉、β-锂霞石、熔融石英粉、四硼化硅以及钴黑颜料按比例称量，装入磨 罐中进行球磨粉碎，然后用900目筛网过筛，加入去离子水以及助剂调制料浆，再对处理后 的基体表面进行喷涂或者刷涂成膜。对涂膜进行烘干，之后放入高温炉中高温烧成，烧成高 温段温度为1200±40℃，制备出涂层。按上述工艺制备的涂层表面平整致密，和基体结合 牢固，测得性能指标为：耐高温(可在1200℃以下长期使用)、膨胀系数为1×10^-6mm/mm·K (600℃)，法向辐射系数高达0.95，吸水率0.1％。可应用在包括航天飞机隔热瓦在内的各 种高温辐射隔热或其他高温辐射换热领域内。

实施例2