專(zhuān)利名稱(chēng)：耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，屬于無(wú)機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域， 用于飛行器部件上。
背景技術(shù)：
高溫環(huán)境中，傳熱是多種方式的綜合傳熱，所以也就需要多種手段來(lái)隔熱，高溫輻射或 者反射隔熱就是其中一種。要想隔熱材料兼具低導(dǎo)熱、高輻射隔熱，可根據(jù)不同的熱環(huán)境在 低導(dǎo)熱隔熱材料基體上施加高輻射或反射涂層，是一種理想的方式。但是這也對(duì)涂層提出來(lái) 很苛刻的要求，涂層必須具有耐高溫、高輻射或者高反射系數(shù)，尤其是要和基體具有相同或 者接近的熱膨脹系數(shù)，同時(shí)在各種飛行器上使用的涂層，為保護(hù)各種電子元件等， 一般都要 求涂層具有防水防潮的功能。
有機(jī)涂層雖然具有彈性的膨脹系數(shù)，但是不耐高溫，只能選用無(wú)機(jī)非金屬涂層。 一般來(lái) 說(shuō)，隔熱材料密度越低、孔隙率越高、膨脹系數(shù)低以及強(qiáng)度低的特點(diǎn)，尤其對(duì)于高性能隔熱 材料來(lái)說(shuō)，更是如此，例如航天飛機(jī)用石英隔熱瓦，而無(wú)機(jī)涂層一般比較致密、同時(shí)膨脹系 數(shù)也較大，很難和低密度的隔熱材料匹配，結(jié)合牢固。因此，研制一種具有耐高溫、低膨脹、 高輻射(反射)、防水無(wú)機(jī)涂層材料具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，結(jié)合匹配性能 好，而且滿(mǎn)足耐高溫、低膨脹和高輻射要求。
本發(fā)明所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其配料重量組成為合成硼 硅玻璃粉50 80%、 鋰霞石5 30%、石英粉0~5%、四硼化硅0 20%、黑色顏料0 10%和助劑1 3%，其中，助劑由聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例為2: (0.5 2)。
其中-
合成硼硅玻璃粉是通過(guò)氧化硼和二氧化硅按重量比1: (2 20)經(jīng)過(guò)高溫1000 1200 'C熔融合成。
P -鋰霞石是通過(guò)碳酸鋰、氧化鋁以及二氧化硅按照摩爾比1:1: (2 5)經(jīng)過(guò)1100 1400
3'c高溫合成。
黑色顏料為鈷黑顏料或無(wú)鈷黑顏料。
其它所用原料石英粉、四硼化硅、黑色顏料等均有市售產(chǎn)品，可直接購(gòu)買(mǎi)，可能的情況 下，優(yōu)選購(gòu)買(mǎi)粉體原料使用。
將本發(fā)明涂層配料合成硼硅玻璃粉、e-鋰霞石、石英粉、四硼化硅和黑色顏料，經(jīng)過(guò)
球磨研磨分散，再加水和助劑調(diào)成料漿，可噴涂或者刷涂在基體上制成涂膜，干燥后經(jīng)1000 1300'C的高溫?zé)Y(jié)制得涂層，涂層耐高溫性能好，可在120(TC以下長(zhǎng)期使用，具有低膨脹 性能，膨脹系數(shù)在1 10X10—6mm/麼K之間，結(jié)合匹配性能好，高輻射，輻射系數(shù)為0. 05 0.95，防水性能好(>0.3%),而且表面光潔平整。
本發(fā)明涂層可用于要求耐高溫、低膨脹、高輻射或者高反射隔熱、防水防潮的航天、航 空、導(dǎo)彈等飛行器中熱防護(hù)中，例如航天飛機(jī)隔熱瓦等，或者應(yīng)用于耐高溫、絕緣等需要高 溫輻射換熱環(huán)境，例如高溫絕緣陶瓷換熱器等。


圖l、本發(fā)明涂層制備流程框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 實(shí)施例l
合成硼硅玻璃粉通過(guò)氧化硼和二氧化硅按重量比1:10經(jīng)過(guò)高溫1100土15'C熔融合成。 e -鋰霞石通過(guò)碳酸鋰、氧化鋁以及二氧化硅按照摩爾比1:1:3經(jīng)過(guò)1150± IO'C高溫合成。
本發(fā)明所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其配料重量組成為合成硼 硅玻璃粉50%、 6-鋰霞石30%、熔融石英粉5%、四硼化硅2%、鈷黑顏料10%和助劑3 %，其中，助劑由聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例為2:1。
將硼硅玻璃粉、P-鋰霞石、熔融石英粉、四硼化硅以及鈷黑顏料按比例稱(chēng)量，裝入磨 罐中進(jìn)行球磨粉碎，然后用900目篩網(wǎng)過(guò)篩，加入去離子水以及助劑調(diào)制料槳，再對(duì)處理后 的基體表面進(jìn)行噴涂或者刷涂成膜。對(duì)涂膜進(jìn)行烘干，之后放入高溫爐中高溫?zé)桑瑹筛?溫段溫度為1200土40'C，制備出涂層。按上述工藝制備的涂層表面平整致密，和基體結(jié)合 牢固，測(cè)得性能指標(biāo)為耐高溫(可在1200'C以下長(zhǎng)期使用)、膨脹系數(shù)為lXl(Tmm/mm.K (600'C)，法向輻射系數(shù)高達(dá)0.95，吸水率0.1%?？蓱?yīng)用在包括航天飛機(jī)隔熱瓦在內(nèi)的各 種高溫輻射隔熱或其他高溫輻射換熱領(lǐng)域內(nèi)。實(shí)施例2
合成硼硅玻璃粉通過(guò)氧化硼和二氧化硅按重量比1:15經(jīng)過(guò)高溫1050士30'C熔融合成。 e -鋰霞石通過(guò)碳酸鋰、氧化鋁以及二氧化硅按照摩爾比1:1:2. 5經(jīng)過(guò)1200土20'C高溫 合成。
本發(fā)明所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其配料重量組成為合成硼
硅玻璃粉65%、 0-鋰霞石15%、熔融石英粉5%、四硼化硅5%、鈷黑顏料7%和助劑3 其中，助劑由聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例為2:1.5。 其它過(guò)程同實(shí)施例l，按上述工藝制備的涂層表面平整致密，和基體結(jié)合牢固，測(cè)得性
能指標(biāo)為耐高溫(可在1200'C以下長(zhǎng)期使用)、膨脹系數(shù)為1.6Xl(Tmm/mm.K (600°C)，
法向輻射系數(shù)0.90，吸水率O. 1%。
實(shí)施例3
合成硼硅玻璃粉通過(guò)氧化硼和二氧化硅按重量比1:8經(jīng)過(guò)高溫1160土10'C熔融合成。 鋰霞石通過(guò)碳酸鋰、氧化鋁以及二氧化硅按照摩爾比1:1:4經(jīng)過(guò)1300土30'C高溫合成。
本發(fā)明所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其配料重量組成為合成硼 硅玻璃粉80%、 e-鋰霞石5%、四硼化硅5%、無(wú)鈷黑顏料7%和助劑3%，其中，助劑由 聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例為2:0.8。
其它過(guò)程同實(shí)施例l，按上述工藝制備的涂層表面平整致密，和基體結(jié)合牢固，測(cè)得性 能指標(biāo)為耐高溫(可在1200'C以下長(zhǎng)期使用)、膨脹系數(shù)為3.6Xl(Tmra/mm.K (600°C)， 法向輻射系數(shù)0.87，吸水率0.3%。 實(shí)施例4
合成硼硅玻璃粉通過(guò)氧化硼和二氧化硅按重量比1:13經(jīng)過(guò)高溫1150土10'C熔融合成。 0-鋰霞石通過(guò)碳酸鋰、氧化鋁以及二氧化硅按照摩爾比1:1:5經(jīng)過(guò)1280土10'C高溫合成。
本發(fā)明所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其配料重量組成為合成硼 硅玻璃粉63%、 鋰霞石20%、熔融石英粉5%、四硼化硅10%和助劑2%，其中，助劑 由聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例為2:1.6。
其它過(guò)程同實(shí)施例l，按上述工藝制備的涂層表面平整致密，和基體結(jié)合牢固，測(cè)得性 能指標(biāo)為耐高溫(可在1200'C以下長(zhǎng)期使用)、膨脹系數(shù)為2.1Xl(Tmm/min.K (600'C)， 法向輻射系數(shù)只有O.IO，吸水率0.1%。實(shí)施例5
合成硼硅玻璃粉通過(guò)氧化硼和二氧化硅按重量比1:10經(jīng)過(guò)高溫1100土20'C熔融合成。 0 -鋰霞石通過(guò)碳酸鋰、氧化鋁以及二氧化硅按照摩爾比1:1:3. 5經(jīng)過(guò)1350± 15°C高溫 合成。
本發(fā)明所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其配料重量組成為合成硼 硅玻璃粉70%、 鋰霞石23%、熔融石英粉5%和助劑2%，其中，助劑由聚乙二醇和磷 酸三丁酯混合而成，重量混合比例為2:1.2。
其它過(guò)程同實(shí)施例l，按上述工藝制備的涂層表面平整致密，和基體結(jié)合牢固，測(cè)得性 能指標(biāo)為耐高溫(可在1200'C以下長(zhǎng)期使用)、膨脹系數(shù)為1.9Xl(Tram/腿.K (600。C)， 法向輻射系數(shù)只有0. 05，吸水率0.1%?？蓱?yīng)用在包括航天飛機(jī)隔熱瓦在內(nèi)的各種高溫反射 隔熱領(lǐng)域內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其特征在于其配料重量組成為合成硼硅玻璃粉50～80％、β-鋰霞石5～30％、石英粉0～5％、四硼化硅0～20％、黑色顏料0～10％和助劑1～3％，其中，助劑由聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例為2∶(0.5～2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其特征在于合 成硼硅玻璃粉是通過(guò)氧化硼和二氧化硅按重量比1: (2 20)經(jīng)過(guò)高溫1000 1200'C熔融合 成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其特征在于鋰 霞石是通過(guò)碳酸鋰、氧化鋁以及二氧化硅按照摩爾比1:1: (2 5)經(jīng)過(guò) 1100 1400'C高溫 合成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其特征 在于黑色顏料為鈷黑顏料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，其特征 在于黑色顏料為無(wú)鈷黑顏料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高溫低膨脹高輻射(反射)無(wú)機(jī)防水涂層，屬于無(wú)機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，用于飛行器部件上，其配料重量組成為合成硼硅玻璃粉50～80％、β-鋰霞石5～30％、石英粉0～5％、四硼化硅0～20％、黑色顏料0～10％和助劑1～3％，其中，助劑由聚乙二醇和磷酸三丁酯混合而成，重量混合比例為2∶(0.5～2)。結(jié)合匹配性能好，而且滿(mǎn)足耐高溫、低膨脹和高輻射要求。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101648817SQ20091001775
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者于海杰, 劉瑞祥, 濤 宋, 尚超峰, 欒藝娜, 王重海, 程之強(qiáng), 趙小玻, 隋學(xué)葉, 魏美玲 申請(qǐng)人:中材高新材料股份有限公司;山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院