[发明专利]一种超声辅助热喷涂装置及其涂层的制备方法

说明书

一种超声辅助热喷涂装置及其涂层的制备方法，属于热控涂层领域。本发明解决了现有聚合物涂层技术获得涂层存在挥发性有机小分子污染易造成航天器敏感表面光、热、电等性能下降问题及涂层与基体之间存在结合强度低、涂层均匀性差等缺点。本发明的超声辅助热喷涂装置，储液罐底部在搅拌桨两侧对称设置有超声波发生器；喷枪和储液罐通过吸液管连接；储液罐罐体外部沿周向设置有加热圈。本发明方法：热喷涂树脂加入储液罐内，加热后，加入功能性填料和促进剂，搅拌均匀，间歇超声，喷涂，分段固化，得到涂层。本发明减少涂层孔隙，改善涂层与基体间的结合强度，提高涂层的综合性能。

技术领域

本发明属于热控涂层领域；具体涉及一种超声辅助热喷涂装置及其涂层的制备方法。

背景技术

热控涂层是航天器热设计常用的一种被动热控制技术。选用合适的热控涂层，能使航天器些部位处于期望的温度范围内，这对于航天器正常在轨运行具有重要的作用。常用的热控涂层主要分为有机和无机热控涂层，对于有机热控涂层而言当其处于高真空环境中，其材料中的挥发性助剂、溶剂、未完全固化的分子链段等这些小分子会挥发出来，将会对航天器敏感表面的光、电、热控等性能带来了很大程度的影响，影响航天器的安全可靠性工作。

热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态后，以一定的速度喷涂到预先处理好的金属基体表面上，从而形成具有特定功能的涂层的方法，一般可以制备热控、减摩、抗高温、抗氧化等涂层，在航空航天领域应用非常广泛。热喷涂聚合物一般由树脂原料加上改性材料制成，这些改性材料包括各种功能性填料、防老化剂、增韧剂等，其是一种适用于高熔点难溶聚合物材料的干法涂层制备工艺，避免了传统聚合物涂层技术如静电喷涂和流化床浸渍制备的有机涂层存在挥发性有机小分子污染造成航天器敏感表面光、热、电等性能下降的问题。尽管热喷涂聚合物通过加热熔融或软化和高速撞击在基底上强制铺展润湿，若热喷涂聚合物改性所添加的功能性填料在熔融聚合物基体中分散不均匀，涂层中颗粒与颗粒之间不可避免地存在一些孔隙和空洞，将会导致涂层与基体及层间的结合强度低、涂层均匀性差等缺点，在一定程度上限制了其应用。

发明内容

本发明要解决现有聚合物涂层技术获得涂层存在挥发性有机小分子污染造成航天器敏感表面光、热、电等性能下降问题及涂层与基体之间存在结合强度低、涂层均匀性差等缺点；本发明提供了一种超声辅助热喷涂装置及其喷涂涂层的方法。

为解决上述技术问题，本发明的超声辅助热喷涂装置主要包括高压氮气瓶1、减压阀2、储液罐3、喷枪6、搅拌器9和压力表10，搅拌器9包括电机13和搅拌桨14；它还包括温度控制器4、超声波发生器5、加热圈7和热电偶8；

储液罐3采用立式双层结构，包括外筒302和套设于外筒302内的内筒301；

储液罐3顶部设置有装料口11和压力表10，装料口11密封连接有上盖12，上盖12上设置电机13，所述电机13传动连接搅拌桨14，搅拌桨14设置在内筒301内部；

内筒301内底部在搅拌桨两侧对称设置有超声波发生器5；

内筒301外部沿周向以及内筒301外底部设置有加热圈7，所述加热圈7通过导线与储液罐3外电源连接；

高压氮气瓶1与内筒301通过通气管15连接，通气管15的出气口与内筒301连通，通气管15上设置有减压阀2；

喷枪6和储液罐3通过吸液管16连接，吸液管16的下端位于与储液罐3内筒301内腔的底部；

内筒301内在搅拌桨14两侧对称设置两个热电偶8，热电偶8设置储液罐3的液面之下，热电偶8通过导线与储液罐3外的温度控制器4连接。

进一步地，所述喷枪6为压力式喷枪。

采用上述装置喷涂涂层的方法是按下述步骤进行的：