一种耐高温隔热涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 用涂料来保温隔热, 工艺相对简单, 操作方便,在航天产品上多有运用, 一般都是根据产品的实际需要来选择涂料或针对需要来研制。 有机硅树脂是一种耐热树脂, 其耐热温度在短时间内可达到近1000oc , 用丙烯酸树脂对其进行改性后, 使其具有丙烯酸树脂的耐候性、保光性、常温固化性等特点, 又具有有机硅树脂的耐高温性能, 选择好隔热的填(颜)料, 研制出一种在850oc 左右环境下使用的耐高温保温隔热涂料, 保温隔热2m in后的温度可控制在200oc 以内, 并保留原漆膜。1 涂料配方的设计11 树脂、填(颜)料的选择树脂用丙烯酸脂树改性的有机硅树脂, 所选树脂要具备在850oc 左右温度条件下保持20h不改变其基本性能特征, 具有耐候性、保光性、耐高温性等优点。为满足涂层的机械性能和耐热、隔热要求, 选择填(颜)料, 经粒度、热迁移及吸热理论计算并结合树脂相变、固化反应体系分析, 确定选择中空陶瓷微珠、石棉粉、云母粉、气相二氧化硅等具有低导热、高耐热特点的主要填(颜)料组合。用环氧树脂来改善主体树脂的工艺性, 同时, 以施工特点确定固化剂。1 2 阻燃剂、稀释剂的选用为了保证涂料体系的有效性, 选用阻燃剂是必要的, 综合涂料体系分析, 保温隔热涂料配方设计时选择了复合阻燃剂。稀释剂用特配的专用稀释剂。1 3 基本配方组合A 组分: 有机硅树脂(用丙烯酸树脂改性)62% ; 环氧树脂5%; 中空陶瓷微珠10%; 石棉粉7%; 云母粉5%; 气相二氧化硅3%; 其它功能组分8%; 阻燃剂、功能助剂适量。B组分: TD I组合固化剂。A组分: B 组分= 10:3。2 性能测试2 1 性能测试项目(见表1)2 2 耐热温度2 2 1 样板的制备及处理用1mm 的钢板, 除油除锈处理后按GB /T1727方法喷涂或刷涂涂料制备样板(两面及四周均涂覆涂料), 固化后涂层厚度为0 05mm~ 0 1mm。2 2 2 检测仪器马弗炉或其它高温设备(温度范围0~ 1000 ,带温度显示)。2 2 3 检测方法将固化好的样板常温时放入高温设备中, 启动设备加温至850 , 保持15m in 后取出样板, 冷却,目测涂层表面。要求涂层不起泡、不起层、不脱落。2 3 隔热温度2 3 1 样板的制备及处理用铝镁合金板, 厚度1 2mm+- 0 15mm, 外形尺寸100mm *100mm, 表面清洗除油、阳极化处理后用喷涂或刷涂的方法将涂料均匀地涂覆在基材的一面, 一次涂覆表干后再进行下次涂覆, 最终使涂覆层厚度达到1 0mm 以上, 室温施工, 常温固化24 h或120 下烘4 h, 使涂层完全固化。2 3 2 检测仪器仪表: 秒表、表面温度测试仪( 0- 1000 )。加热热源: 用电阻炉( 1000W - 3000W )作热源,炉口用隔热砖改造成为上口尺寸65mm* 65mm、下口尺寸130mm *130mm 的加热通道, 通道高65mm+- 5mm, 下口紧贴电阻炉, 上口用合金钢板(尺寸:70mm* 70mm* 1 5mm)覆盖。2 2 3 环境要求温度25 +-5 ; 测试环境不得有流动空气。2 3 4 隔热性的测定检测示意图见图1。图1 检测示意图( 1)热源标定: 启动电阻炉后, 设定初控温度,用表面温度测试仪测试合金钢板表面温度, 调控电阻炉使其保证合金钢板的表面温度在850 +-10内(记作T0 ) , 保持5m in以上。( 2)背温(隔热温度T1 )的测定: 将样板的涂层面向加热通道, 同时推开合金钢板, 使样板完全盖住加热通道, 用表面温度测试仪检测样板表面中心位置的温度, 用秒表记录加热时间。(记录120 s时样板的表面温度T1 )。( 3)重复标定热源: 重复( 1)和( 2)条操作, 用合钢板取代样板, 检测合金钢板中心位置的温度T2, T2 值应在T0 范围内, 若超出850+- 10 应重新标定和检测。3 检测结果性能检测结果见表2、表3、表4。4 应用实例某产品在2m in内会产生超过800C 的高温, 需要设计隔热涂层保护。技术要求: 高温T0 = 850C ,隔热120 s后T1 不超过200C , 隔热180 s后T1 不超过250C , 为了保证达到产品的使用目标, 在涂覆耐高温隔热涂料时涂层厚度确定为1 2mm, 在产品上的实用检测结果见表5。耐高温隔热涂料在产品上试用检测结果完全满足产品的设计要求。运用在产品上后, 连续3 次均为一次成功。5 结论( 1)检测结果表明所研制的耐高温隔热涂料满足研制要求, 施工性也没有特别要求, 与普通涂料相似。( 2)耐高温隔热涂料的耐热温度达到850C 以上, 850C 保持15m in后涂层基本无变化。其隔热性在850 C、2m in内隔热温差为660C 。隔热温差( T0- T1 )随涂层厚度的增加而增大; 同时, 相同涂层厚度的隔热温差( T0 - T1 )随隔热时间的延长而减小,短时间隔热效果明显。( 3)耐高温隔热涂料在产品上实用检测结果,完全满足产品的技术要求, 已成功使用在产品上。