[发明专利]一种纳米二硅化钼耐高温涂料

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种丙烯腈碳纤维耐高温涂料。

背景技术

航空航天、先进能源新材料等技术的发展，对其材料的性能提出了更高的要求，尤其耐高温和抗氧化这两方面的性能。作为人类尖端科技的代表的航天技术，要求其飞行器外壳和部分机械部件能够在高温和氧化的条件下，仍然具有耐火焰气流烧蚀、随温度变化体积变化小、高的热稳定性等优点。现有的碳材料不但具备上述优良的性能，还具有化学性能稳定、抗辐射和抗热震性（能够承受急冷、急热作用）等特点。碳材料广泛的应用于国家工业的各个领域，如电机行业的电机电刷、传动设备的润滑剂、铸造设备中的石墨器皿、抗辐射内衬材料、高温杂质挡栅材料、化工行业的耐腐蚀材料、真空钎焊炉的屏蔽材料和高温防热震材料等。但是，这些碳材料的优异性质只有在低温或者在惰性气体（Ar、He）保护下才能保持，碳材料在高于450℃的有氧环境下会发生化学反应，且随着温度越高氧化速率越快，碳材料因此会失重，其各项物理和力学性能迅速的恶化。当碳材料的失重比例在2-5%之间时，它的高温物理和高温力学性能将下降高达50%，这将极大的限制碳材料在航天和高温耐烧蚀材料中的应用。因此，找到可以使碳材料在高温氧化条件下，保持其物理和力学性能的方法，是对其应用的前提。

二硅化钼具有较高的熔点2030℃，使用温度可以达到1625℃。二硅化钼能够在温度高于800℃的时候，发生氧化反应，表面生成一层具有自愈合能力的硅的氧化物致密、连续的玻璃薄层，隔离了氧气与二硅化钼的进一步接触，防止其进一步的氧化，由于玻璃涂层的高温流动性，它还能够填补热应力产生的裂纹和气泡产生的空洞，所以它具有优秀的抗高温氧化能力，有研究表明其高温抗氧化能力可以达到 1700℃。现有的二硅化钼涂料仍存在一些弊端，主要是在低温的范围内，二硅化钼会发生加速氧化的问题，氧化产物为在高温下具有不稳定性的MoO₃晶须，导致硅的氧化层的断裂和疏松，使二硅化钼的氧化保护层产生裂纹和粉化，而纳米二硅化钼可以解决这一弊端。

发明内容

本发明的目的是解决现有二硅化钼涂料易断裂和疏松技术问题，提供一种纳米二硅化钼耐高温涂料。

本发明采用如下技术方案：一种纳米二硅化钼耐高温涂料，由以下质量配比的原料制备：二硅化钼50～70份、树脂乳液100份、功能填料20～40份、粘接剂3～6份、增稠剂3～6份、溶剂20～40份；所述树脂乳液为水性丙烯酸树脂乳液或有机硅树脂乳液中的一种或其组合，所述溶剂为去离子水或软化水。

本发明所述的纳米二硅化钼耐高温涂料，制备方法包括如下步骤：

（1）将二硅化钼粉末加入球磨机进行10-15次研磨，冷冻干燥，制备纳米二硅化钼；将功能填料球磨5-10次；

（2）将纳米二硅化钼、经球磨处理的功能填料、树脂乳液、去离子水充分搅拌均匀，然后静置半小时以上，消泡、除气；加入增稠剂，低速搅拌，过筛并稠化形成涂料成品。

进一步的，所述二硅化钼粉末的球磨条件为：正反转交替/6min、转速360r/min、球磨时间1h。

进一步的，所述功能填料为滑石粉、云母粉、高岭土、石棉粉、高岭土、陶瓷土中的一种或一种以上。

优选的，所述粘结剂为聚乙烯醇。

优选的，所述增稠剂为气相二氧化硅。

本发明的纳米二硅化钼耐高温涂料解决了在低温的范围内，二硅化钼发生加速氧化的问题，有效防止硅的氧化层的断裂和疏松，使二硅化钼涂料的氧化保护层不易产生裂纹和粉化。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1 一种纳米二硅化钼耐高温涂料，由以下质量配比的原料制备：二硅化钼60份、水性丙烯酸树脂乳液100份、功能填料（云母粉、石棉粉、陶瓷土按照1:1:1混合）30份、粘接剂-聚乙烯醇5份、增稠剂-气相二氧化硅6份、溶剂（去离子水）30份；制备步骤如下：

（1）将二硅化钼粉末加入球磨机进行12次研磨，冷冻干燥，制备纳米二硅化钼；将功能填料球磨8次；二硅化钼粉末的球磨条件为：正反转交替/6min、转速360r/min、球磨时间1h：

（2）将纳米二硅化钼、经球磨处理的功能填料、树脂乳液、去离子水充分搅拌均匀，然后静置半小时以上，消泡、除气；加入增稠剂，低速搅拌，过筛并稠化形成涂料成品。