[发明专利]提高无机热控涂层在碳纤维复合材料表面结合强度的方法

说明书

本发明提出一种提高无机热控涂层在碳纤维复合材料表面结合强度的方法，采用一种连结涂层以提高无机热控涂层与碳纤维复合材料的结合强度。连接涂层的黏结剂环氧树脂中的环氧基团可以提出与碳纤维复合材料的良好结合强度，连接涂层的纳米氧化铝或氧化硅填料可以与无机热控涂层中的硅氧键连接形成铝氧硅或硅氧硅结构，具有良好的结合强度，从而连接涂层提高了无机热控涂层与碳纤维复合材料的结合强度。

技术领域

本发明涉及一种提高无机热控涂层在碳纤维复合材料表面结合强度的前处理方法，属于航天器热控技术领域。

背景技术

碳纤维增强树脂基复合材料(简称碳纤维复合材料)具有高比模量、高比强度、等一系列优异性能，在航空航天领域得到越来越广泛的应用。受航天器轻量化设计的影响，越来越多的航天器结构产品如壁板结构、中心承力筒、天线、太阳翼连接结构、遥感相机镜筒及遮光罩、着陆器支撑结构、大型雷达天线支架、转动轮支架、CMG支架等开始使用CFRP材料制造。由于宇航环境温度的复杂性，在轨航天器需要进行热控设计，为满足热控设计需要在碳纤维复合材料产品表面涂覆热控涂层。

目前常用航天器热控涂层中有机类涂层与碳纤维复合材料的结合强度较好能够满足在轨环境要求，但是有机热控涂层受空间环境影响导致热辐射性能退化较多，与有机热控涂层相比无机热控涂层具有优异的空间环境稳定性，然而由于碳纤维复合材料表面极性官能团较少、表面能低，与无机类黏结剂材料的结合强度较差，限制了无机热控涂层其在碳纤维复合材料产品上的应用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种提高无机热控涂层在碳纤维复合材料表面结合强度的前处理方法，大幅提高了无机热控涂层在碳纤维复合材料表面的结合强度，使之能够满足在轨运行过程中的附着力设计要求。

本发明的技术解决方案是：

提高无机热控涂层在碳纤维复合材料表面结合强度的方法，采用一种连结涂层以提高无机热控涂层与碳纤维复合材料的结合强度；

所述连结涂层以环氧树脂、酚醛树脂或者氰酸酯树脂为黏结剂；

以氧化铝或二氧化硅为填料、颜剂比为2.5～3.5；

填料粒径分别选用0.5～1μm、1～2μm和3～5μm；

按质量百分比，粒径0.5～1μm填料占连结涂层总填料质量的30～40wt％、粒径1～2μm填料占连结涂层总填料质量的30～40wt％、粒径3～5μm填料占连结涂层总填料质量的20～40wt％。

进一步的，所述的连结涂层的配制方法为：

在黏结剂中，加入稀释剂、玻璃珠、氧化铝或氧化硅填料，混合后砂磨均匀，喷涂前加入固化剂；

稀释剂选择乙酸丁酯、二甲苯和正丁醇中的一种或几种，稀释剂质量为黏结剂和填料总质量的0.8～1.2倍；

玻璃珠粒径选择1～3μm、玻璃珠质量为黏结剂和填料总质量的1～1.5 倍，砂磨时间2～4h。

进一步的，连结涂层的涂装方法为：

对碳纤维复合材料表面采用无尘网砂进行打磨粗化处理；打磨粗化处理时，网砂目数240～400目、打磨方式为横纵斜三个方向各打磨一遍，打磨后用无水乙醇清洁表面；

对喷涂固化后的连接涂层进行打磨处理；采用无尘网砂、网砂目数 240～400目、打磨方式为横纵斜三个方向各打磨一遍，打磨后用无水乙醇清洁表面。

进一步的，所述的连接涂层的喷涂厚度为10～20μm。

进一步的，无机热控涂层涂装具体为：