[发明专利]一种室温固化耐高温的有机硅橡胶涂层、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种室温固化耐高温的有机硅橡胶涂层、制备方法及应用，所述有机硅橡胶涂层是通过有机硅橡胶材料制备得到的，所述有机硅橡胶材料是基于有机硅高分子链与补强填料、耐高温抗氧化填料、耐高温抗烧蚀填料、纤维之间的相互作用机理，针对耐高温有机硅热防护涂层使用中所需的室温固化、耐高温、高力学性能等综合性能优异的苛刻要求，设计并使用了含不同官能团的羟基封端的聚硅氧烷高分子、改性处理后的白炭黑补强填料、耐高温抗氧化填料、耐高温抗烧蚀填料和纤维的匹配体系，并匹配合适的聚硅氮烷固化剂，简化了耐高温弹性涂层的配方设计、减少了对力学性能影响巨大的成炭剂的使用。

技术领域

本发明涉及一种室温固化耐高温有机硅橡胶涂层及其制备方法和应用，属于耐高温弹性材料及其制备技术领域。

背景技术

随着现代航空航天需求的快速发展，其所需要的飞行器的飞行速度越来越快，使得飞行器面临的温度越来越高，这就对耐高温防护材料提出了越来越高的要求，例如防护材料的室温固化、耐高温、高力学等性能。在传统的以树脂基为基体的热防护涂层，如环氧树脂涂层、酚醛树脂涂层等往往因其质脆而受到应用限制。而有机硅橡胶材料因其具有良好的耐热性、耐寒性、耐候性、耐老化等特性耐高温、高韧性热防护材料的优选，但其力学性能相对较差，均需要大量的补强填料并配合一定量的功能填料制备，往往在获得高拉伸强度、粘接强度力学强度的同时损失其施工的成型工艺性能，因此需要发展一种综合性能优异的有机硅热防护材料。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种室温固化耐高温有机硅橡胶涂层以及制备方法和应用，所述有机硅橡胶涂层可以耐500℃以上高温，同时具有良好的加工性能、拉伸性能和粘接性能，不仅如此，所述制备方法简单，可经过常温喷涂工艺施工后在室温固化成型，且制备成本低，制备原料具有良好的工艺性能。

本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种室温固化耐高温有机硅橡胶涂层，所述涂层通过有机硅橡胶材料制备得到，所述有机硅橡胶材料包括基础胶料A组份、交联固化剂B组份，其中A组份包括：基础胶、补强填料、耐高温抗氧化填料、耐高温抗烧蚀填料、纤维和溶剂，所述基础胶为羟基封端的聚硅氧烷；B组份包括聚硅氮烷和任选地催化剂；

所述羟基封端的聚硅氧烷具有如下结构：

式(1)中，R₁和R₂相同或不同，彼此独立地选自甲基、乙基、苯基、乙烯基、腈基、腈丙基，x和y为0～500之间的整数，且不同时为0。

优选地，式(1)中，x和y为50～200之间的整数。

优选地，所述聚硅氧烷的分子量在1000～50000，优选分子量在2000～30000。所述聚硅氧烷可以形成优化的交联网络，从而保障制备得到的涂层的力学性能。此外，通过在羟基封端的聚硅氧烷的分子结构中引入含碳的有机基团，为涂层提供在高温下成块所需的“碳源”，从而大量减少成炭剂的使用，保障了涂层的成型加工性能和高温力学性能。

优选地，所述羟基封端的聚硅氧烷纯化处理时，其中的挥发份含量在1wt％以下。

根据本发明，所述补强填料选自白炭黑，所述白炭黑为经改性剂处理后的白炭黑。例如为经改性剂处理后的沉淀法白炭黑。其中，沉淀法为本领域技术人员已知的通过硅酸盐的水解工艺制备得到的，其表面存在大量的羟基。所述改性剂为硅氮烷或硅氧烷化合物，例如3wt％～15wt％的如下改性剂中的一种或两种以上的组合：六甲基二硅氮烷、六甲基环三硅氮烷、含氢聚硅氧烷、含氢聚硅氮烷、含乙烯基聚硅氧烷、含乙烯基聚硅氮烷、八甲基环四硅氧烷、含羟基聚硅氧烷、含氢硅油、羟基硅油、乙烯基硅油。