[发明专利]抗静电热控涂料组合物及其制备方法、用途

说明书

技术领域

本发明涉及热控材料技术领域，具体涉及一种抗静电热控涂料组合物及其制备方法、用途。

背景技术

作为航天器整体的重要保障系统之一的热控系统，就如同人的体温控系统一样重要，不仅是保证新型内部各部分仪器及结构能够正常运行的前提，而且更是保证航天器能够在太空中稳定运行的必要条件。航天器内部的各部分器件的正常运行都是规定在一定温度范围内的，所以需要将航天器内部及表面环境的温度控制在要求的范围内，尽量减小温度变化的幅度大小。因此，需要对于航天器的热控制进行更为细致和深入的研究，目前来实现航天器热控制的最基础、最有效的方式就是使用特殊的热控制材料。现如今航天器所使用的热控材料中，应用范围最广、使用效果最好的一类热控材料就是热控涂层，在航天器上它发挥着如同人体皮肤一样的作用，保护着航天器。

充电可分为表面充电和体充电两种：表面充电是指由于大量电荷的注入导致材料表面电位显著高于周边环境电位的现象；体充电是指由于异种电荷注入深度不同而在材料内部形成内电场的现象。

由于电子热运动速度远高于离子，所以航天器表面将有大量的电子沉积而带负电。由于航天器不同表面部分可处于不同的环境条件(如有无光照)及相对运动方向的不同方位(如冲压-尾流)下，加之表面材料可不同(光电发射、二次发射系数等不同)，使其可带有不同电位，从而形成不均匀充电，出现电位差。体充电(深层充电)是能量高于几十千电子伏的电子入射到航天器上，其能量可穿透表面，其穿透深度随入射电子能量增加而增加，在表面下数十微米处聚集入射电子与表面同能量的离子形成的充电现象。当航天器表面材料绝缘时，它们在空间等离子体中将被充电至不同电位，从而可能引起放电，造成航天器异常的故障。航天器在空间环境下的充放电现象是一种整体效应。根据平板电容器充电模型，充放电效应依赖于材料在该环境下的行为。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型白色的抗静电热控涂料组合物及其制备方法、用 途；由于普通氧化锌粉体制备的白色热控涂料不具备抗静电能力，其表面电阻率可达到10¹²Ω·m，难以满足航天器表面防静电的需求。本发明对于氧化锌粉末进行改性，通过对于具有空间特殊构型的氧化锌进行表面改性处理，从而增强改性氧化锌粉体与树脂体系的共混能力，同时提高涂料体系的导电性能。本发明的涂料组合物制成的抗静电热控涂层，可消除产品在特殊环境下的静电隐患，保障航天器运行的可靠性，满足产品对抗静电白色热控涂层的需求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明涉及一种双组分抗静电热控涂料组合物，所述涂料组合物包括底漆涂料和面漆涂料；所述底漆涂料包括有机溶剂a以及质量比为60～75∶25～40的改性有机氟树脂和改性氧化锌粉末；所述面漆涂料包括有机溶剂b以及质量比为65～75∶25～35的多官能团甲基硅树脂和改性氧化锌粉末。

作为优选方案，为了提高涂料体系内部氧化锌填料的三维通道建立，降低电阻率，所述改性氧化锌粉末为具有空间特殊构型氧化锌粉末改性后制得；所述空间特殊构型选自四针状、棒状、线状、管状中的一种或几种。

作为优选方案，为提高改性氧化锌与树脂体系的共混能力以及涂料本身光学性能，所述改性氧化锌粉末首先经过硅烷偶联剂表面浸渍处理，50℃烘干后经400℃～700℃高温热处理制得；所述改性氧化锌粉末结构尺寸分布范围为3～100μm。

作为优选方案，所述有机溶剂a的用量为改性氧化锌粉末和改性有机氟树脂总重量的0.1～0.2倍；所述改性氧化锌粉末占底漆涂料固含量的50～70wt％。

作为优选方案，所述有机溶剂b的用量为改性氧化锌粉末和多官能团甲基硅树脂总重量的0.5～0.7倍；所述改性氧化锌粉末占面漆涂料固含量的65～75wt％。

作为优选方案，为应对不同使用环境及基底材料，所述有机溶剂a、b分别选自丙酮、乙酸丁酯、二甲苯中的一种或几种；所述有机溶剂a、b可相同或不同。

作为优选方案，为适应不同的固化要求和涂料自身性能需求，所述多官能团甲基硅树脂可为甲基苯基硅树脂、聚氨酯改性甲基硅树脂、氰酸脂改性甲基硅树脂、环氧改性甲基硅树脂中的一种。

第二方面，本发明还涉及一种本发明的双组分抗静电热控涂料组合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：

A、底漆涂料配制：在改性有机氟树脂中，加入改性氧化锌粉末，混合搅拌，加入有机溶剂a，混合，超声搅拌均匀；

B、面漆涂料配制：在多官能团甲基硅树脂中，加入改性氧化锌粉末，混合搅拌，加入有机溶剂b，混合，超声搅拌均匀。