[发明专利]用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料及其制备方法，本发明耐高温涂料由有机硅氮烷树脂30份～40份、乙酸丁酯45份～60份、耐高温颜料12份～20份、防沉剂2份～5份、气相二氧化硅1份～2份和分散剂1份～2份组成。将本发明耐高温涂料涂敷在碳纤维复合材料表面时，在800℃的马弗炉里加热1h条件下涂层不变色、不开裂、不脱落。有机硅氮烷树脂可以在高温时发生陶瓷化转化，生产氮化硅、氧化硅等的交联网络，具有耐高温、耐磨损等优良的物理性能，而二氧化硅等组分的加入，进一步提升了涂料的耐腐蚀和耐高温性能。将聚硅氮烷应用在耐高温涂料中能够更好的体现碳纤维的化学稳定性、热稳定性和应用温度。

技术领域

本发明属于耐高温涂料技术领域，具体的说是涉及一种用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料及其制备方法。

背景技术

碳纤维行业发展迅速，在很多领域都有很大的应用需求，随着碳纤维行业的发展，其他一些材料如环氧、聚氨酯等种类的树脂均没法满足碳纤维耐高温的需求，所以使碳纤维材料不能很好的体现其优势。现行应用较多的有机硅涂料是以有机硅树脂硅氧烷为主要成膜物质的涂料，它具有优良的耐热、耐辐射、耐水、耐化学腐蚀和电绝缘等性能，近年来也得到迅速的发展。但是目前纯有机硅树脂的可耐热温度较低，只有300℃左右，经过添加耐高温的颜填料后可以达到400℃～500℃，在800℃这种较高的温度下涂层容易出现变色、开裂和脱落等现象。基于现有技术中存在的上述缺陷，因此就需要开发出一种能够耐800℃以上高温的涂料，来满足市场需求。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，提供一种用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开了一种用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料，该耐高温涂料由下述重量份的原料组成：有机硅氮烷树脂30份～40份、乙酸丁酯45份～60份、耐高温颜料12份～20份、防沉剂2份～5份、气相二氧化硅1份～2份和分散剂1份～2份。

作为本发明的优选实施方式，本发明用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料由下述重量份的原料组成：有机硅氮烷树脂32份～38份、乙酸丁酯48份～55份、耐高温颜料14份～18份、防沉剂3份～4份、气相二氧化硅1.2份～1.7份和分散剂1.3份～1.8份。

作为本发明的最佳实施方式，本发明用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料由下述重量份的原料组成：有机硅氮烷树脂35份、乙酸丁酯50份、耐高温颜料16份、防沉剂3份、气相二氧化硅1.5份和分散剂1.5份。

本发明还公开了一种用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤一：按照涂料中各原料组成的重量份称取各原料，然后将颜料和填料各自放置于干燥洁净的托盘中，并放入真空烘箱中进行烘干，自然冷却后分别装袋密封备用，进行相应的标识；

步骤二：将有机硅氮烷树脂和分散剂加入料桶，并加入部分溶剂，用高速搅拌机低速搅拌15min，分散均匀后再加入步骤一中烘干后的各原料；

步骤三：用搅拌机在1200～1500r/min的转速下搅拌30min，分散均匀后再研磨至涂料细度30微米以下，再用剩余的溶剂调整粘度至10～20s，用涂-4杯检测，粘度检测合格后，进行过滤并包装。

本发明中用到的有机硅氮烷树脂是库贝化学(上海)有限公司生产。耐高温颜料SP-1005购于深圳市山海化工颜料有限公司。乙酸丁酯购于上海禄宇化工有限公司。海明斯防沉剂201P购于深圳市金腾龙实业有限公司。气相二氧化硅HT-200购于上海凯茵化工有限公司。分散剂WE-D2645R购于安徽嘉智信诺化工股份有限公司。

本发明用于碳纤维复合材料的聚硅氮烷耐高温涂料的使用方法为：首先将碳纤维复合材料的基材表面进行打磨，然后将耐高温涂料混合均匀后，均匀的喷涂在碳纤维复合材料表面，在250℃的温度条件下加热1h，然后在500℃的温度条件下加热1h直至完全固化即可。