[发明专利]一种石墨烯防腐-热控-防静电一体化功能涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯防腐‑热控‑防静电一体化功能涂层及其制备方法，针对飞行器热控、防腐、防静电的需求，涉及一种三层结构复合涂层的制备方法，属于表面工程技术领域。本发明设计了一种防腐‑热控‑防静电一体化功能涂层的制备方法。该涂层采用三层复合结构，以导电云母和锌黄环氧树脂作为底层防腐层，以改性石墨烯和聚氨酯作为中间导电层，以硅、氟改性聚氨酯、纳米氧化锌和改性石墨烯作为表层热控层，采用喷涂的方式制备出同时具有优异防腐、防静电、热控性能的多功能一体化涂层。该涂层与基材的结合力好、固化温度低，可用于多种类型的飞行器。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯防腐-热控-防静电一体化功能涂层及其制备方法，针对飞行器热控、防腐、防静电的需求，涉及一种三层结构复合涂层的制备方法，属于表面工程技术领域。

背景技术

“高承载、长寿命、远距离”成为后续我国卫星平台及武器装备的重要发展趋势。随着天基雷达卫星、军事通信卫星、军事侦察卫星等航天器的发展，以及小行星探测和载人登月工程的不断深入，航天器对结构轻量化的需求更加迫切。

但是新型低密度轻质合金及轻金属基复合材料存在耐蚀性差的问题，已经成为航天器及新一代武器装备结构轻量化应用的瓶颈；而随着海南发射场的建成并投入使用、深蓝海军的不断发展，对新型轻质合金材料(镁合金、镁锂合金、铝基碳化硅、铝锂合金等)的腐蚀防护提出了更高的要求；同时，为满足高轨航天器在高真空条件下的散热及静电防护要求，亟需开展新型轻质合金材料表面高性能防腐-热控-防静电多功能一体化涂层。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种石墨烯防腐-热控-防静电一体化功能涂层及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种石墨烯防腐-热控-防静电一体化功能涂层，该涂层包括底层、中层和面层；

底层的原料包括锌黄环氧树脂和导电云母，锌黄环氧树脂与导电云母的质量比为1-2:1；

中层的原料包括聚氨酯和石墨烯；聚氨酯与石墨烯的质量比为1-2:1；

面层的原料包括聚氨酯氟碳漆、石墨烯和纳米氧化锌；聚氨酯氟碳漆与石墨烯、纳米氧化锌的质量比为1-2:0.5-1:1。

一种石墨烯防腐-热控-防静电一体化功能涂层的制备方法，该方法的步骤包括：

(1)将底层的原料、硅烷偶联剂、乙酸丁酯和玻璃微珠进行混合，搅拌1-3h，过滤去除玻璃微珠，加入固化剂A搅拌熟化20-30min，得到底层涂料；

(2)将中层的原料、稀释剂和玻璃微珠进行混合，搅拌1-3h，过滤去除玻璃微珠，加入固化剂B搅拌熟化20-30min，得到中层涂料；

(3)将面层的原料、稀释剂和玻璃微珠进行混合，搅拌1-3h，过滤去除玻璃微珠，加入固化剂C搅拌熟化20-30min，得到面层涂料；

(4)将步骤(1)得到的底层涂料喷涂在航天器表面，得到底涂层，单次喷涂厚度为15-20μm，得到的底涂层的厚度为40-60μm，得到底涂层后室温干燥24-36h；

(5)在步骤(4)的底涂层表面喷涂步骤(2)得到的中层涂料，得到中涂层，单次喷涂厚度为15-20μm，得到的底涂层与中涂层的厚度和为60-80μm；得到中涂层后室温干燥24-36h；

(6)在步骤(5)的中涂层表面喷涂步骤(3)得到的面层涂料，得到面涂层，单次喷涂厚度为15-20μm，得到的底涂层、中涂层和面涂层的厚度和为80-150μm；得到面涂层后室温干燥24-36h；

(7)将带有底涂层、中涂层和面涂层的航天器在温度为80℃～150℃温度下进行固化1-3h，制得带有石墨烯防腐-热控-防静电一体化功能涂层的航天器。