[发明专利]一种耐紫外辐照低吸收率无机白色热控涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐紫外辐照低吸收率无机白色热控涂层及其制备方法。本发明要解决现有的无机白漆热控涂层的在空间紫外辐照作用下对其光热性能退化较大的问题。本发明热控涂层的组成为：水玻璃、白颜料、分散剂、基材润湿剂、消泡剂、增稠剂，余量的去离子水。采用砂磨工艺分散2～6小时即可制备涂料，随后可采用空气喷涂、刷涂或刮涂等涂装工艺制备涂层。本发明涂层的太阳吸收比为0.11～0.20，附着力为0～1级，耐紫外辐照5000ESH后，太阳吸收比变化值不大于0.05，满足高性能、高可靠性航天器对热控涂层的性能需求。

技术领域

本发明属于功能涂层技术领域，具体涉及一种耐紫外辐照低吸收率无机白色热控涂层及其制备方法。

背景技术

宇宙空间是高真空环境，航天器与外部空间的热交换主要以热辐射的形式进行。在空间环境中运行的航天器，因受到太阳辐射而易产生高温影响航天器内部各元器件和设备的运行，所以，航天器的结构部件或设备表面的热物理性质对辐射换热状态起着决定性的作用。热控制设计的功能就是合理地选择涂层，组织航天器内外表面的热交换路径、过程与换热量，从而使得设备和结构达到一个平衡的温度，保证各设备所处的环境温度在其操作温度工作区间内，以便各设备正常运行。

涂装热控涂层是航天器领域热控制系统中应用最广泛、经济、简便的一种措施，热控涂层主要是起被动温控作用，实现航天器与空间环境间的热交换。热控涂层的光热性能主要由其本身的太阳吸收比(α_s)和红外发射率(ε)特性来调节航天器表面的温度。通常太阳吸收比越小，红外发射率越大则其温控性能越好。空间环境中运行的航天器易受到高真空、带电粒子辐照、紫外辐照、原子氧侵蚀和高低温差变化等影响，这些环境都会影响航天器表面涂层的光学和热学性能。然而，空间环境中太阳紫外光虽占比少，但其辐照具有较高的能量，对涂层具有较强的辐照损伤效应，造成白色热控涂层光学性能变化较大。在目前的研究中，无机热控涂层仍然存在附着力较差且涂层的太阳吸收较高，尤其是经紫外辐照后，涂层的光热性能下降较多。

发明内容

本发明目的是提供一种光热性能优异的耐紫外无机白色热控涂层；主要是解决现有的无机白色热控涂层的在空间紫外辐照作用下对光热转换性能下降较多的问题，提出一种具有耐紫外辐照性能优异的低太阳吸收比无机白色热控涂层制备方法。

为解决上述技术问题，本发明中耐紫外辐照低吸收率无机白色热控涂层是由下述原料制成的：

一种耐紫外辐照低吸收率无机白色热控涂层的制备方法是按下述步骤进行的：

步骤一、取占增稠剂总质量42wt％～46wt％的增稠剂和占消泡剂总质量的42wt％～46wt％的消泡剂，然后与水玻璃、消泡剂、分散剂和基材润湿剂混合后，以500rpm～800rpm速率搅拌10min～30min，加入白颜料，以1200rpm～1800rpm的速率砂磨分散2h～6h；

步骤二、然后在500～800rpm低速搅拌条件下，加入剩余的增稠剂和消泡剂，搅拌分散10min～30min；

步骤三、然后用200～300目滤网或者滤布过滤后便可制得无机热控涂料。

步骤四、然后在用砂纸打磨后的基材表面涂覆步骤三获得的无机热控涂料，最后固化，即得到所述无机白色热控涂层。

进一步地限定，所述水玻璃为钾水玻璃、钠水玻璃与锂水玻璃中的一种或其中几种按任意比的混合。

进一步地限定，所述钾水玻璃是由硅酸钾、氢氧化钾和水按照(5～10):(0.2～1):20的质量比配制得到；所述钠水玻璃是由硅酸钠、氢氧化钠和水按照(5～10):(0.2～1):20的质量比配制得到；所述锂水玻璃是由硅酸锂、氢氧化锂和水按照(5～10):(0.2～1):20的质量比配制得到。

进一步地限定，所述颜料为氧化锌、二氧化钛与二氧化锆中的一种或其中几种按任意比的混合。