[发明专利]一种耐烧蚀轻质硅橡胶隔热涂料

说明书

本发明涉及一种耐烧蚀轻质硅橡胶隔热涂料，包括内层的低导热层及外层的耐烧蚀层，耐烧蚀层与所述低导热层的厚度比为2～10:1～5；耐烧蚀层的原料为三组分，通过质量损失带走热量，低导热层的原料为三组分，通过极低的热导率来减少纵向热传导。与现有技术相比，本发明具有质量烧蚀率低，耐热性能好，高温服役时间长的优点，可以有效抵抗500kW/m²及以上的热流冲击，降低基板温升，保护基体材料不受过高温度的侵蚀而产生失效。

技术领域

本发明涉及耐烧蚀超高温隔热领域，尤其是涉及一种耐烧蚀轻质硅橡胶隔热涂料。

背景技术

二十一世纪以来，航空航天及国防技术越来越受到各个国家的重视，其中的耐烧蚀涂料得到了越来越多的应用。例如在火箭弹点火飞行过程中，发动机工作时释放出大量热量，短时间内温度会达到2000-2500℃，而其外壳材质一般为金属钢或铝，其熔点均远小于该工作温度。如果在其外壳周围没有一层热防护涂层，在其飞行服役过程中，箭体材料承受不了如此高的温度，会给火箭带来灾难性的后果。又如多级导弹系统在飞行过程之中会受到强烈的摩擦以及气动冲刷，需要在其金属外壳外部增加一层耐烧蚀涂层，使得其能够承受每平方米几百至上千瓦的热流冲刷载荷。现有的耐烧蚀涂层多采用有机硅树脂和耐烧蚀填料共混制成，这种隔热涂层一方面由于基体材料的限制，其密度高(高达1g/cm²)，难以达到航空航天领域轻量化的要求，会给箭体增加不必要的负重；另一方面由于材料所限，现在的耐烧蚀涂层普遍存在服役时间较短，耐烧蚀性能不理想以及烧蚀产物与基体结合强度过低，不能承受高强度的气动冲刷以及机械振动。除此之外，现有的耐烧蚀涂层粘度较大，一般采用刷涂或刮涂的方式进行施工作业，涂层均匀性难以保证，施工难度大，操作繁琐，极大的提高了施工成本。因此制备一种轻质高机械性能可喷涂的耐烧蚀涂层对于我国的航空航天及国防建设具有重大的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐烧蚀轻质硅橡胶隔热涂料，具有质量烧蚀率低，耐热性能好，高温服役时间长的优点，可以有效抵抗500kW/m²及以上的热流冲击，降低基板温升，保护基体材料不受过高温度的侵蚀而产生失效。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

耐烧蚀轻质硅橡胶隔热涂料具有两层隔热结构的隔热结构，外层为耐烧蚀层，通过物理变化或者化学反应引起的质量损失(一般是发生分解反应产生气体)带走热量而起到隔热效果；内层为低热导层，通过极低的热导率来减少纵向热传导，从而实现降低基板温度的作用。每层涂料均由三组分组成。耐烧蚀层和低热导层材料的厚度比为2～10:1～5。

低热导层的制备及其配比

低热导层的主要成分由A、B和C组分组成。A组份的成分如下：乙烯基聚硅氧烷50～70份和氯铂酸0.03～0.06份，上述份数为质量分数，在制备过程中需要使用机械搅拌搅拌均匀，可以长时间储存；B组分的成分如下：乙烯基聚硅氧烷50～70份，交联剂3～6份，交联抑制剂2～8份，上述份数为质量分数，在制备过程中需要使用机械搅拌搅拌均匀，可以长时间储存；C组分的主要成分如下：溶剂20～25份，无机填料15～45份，分散剂0.5～4份，偶联剂1～8份，补强剂2～5份，二氧化钛2～4份。上述份数为质量分数，在制备过程中需要使用机械搅拌搅拌均匀，可以长时间储存。补强剂用于增加材料的硬度和强度；偶联剂的作用是改善基体与无机填料的表面性能，使其有较好的界面性能，从而使无机填料能够很好地与其他组分相融合，起到低热导作用的主要为无机填料，即中空陶瓷和玻璃微球。在低热导层中，通过加入中空陶瓷微球和中空玻璃微球，提高了整体涂层的孔隙度，从而极大的降低了材料的热导率。