[发明专利]互穿网络基烧蚀热防护涂料、涂层及制备方法

说明书

一种互穿网络基烧蚀热防护涂料、涂层及制备方法，该涂料包括热防护涂料组分A包括100重量份的互穿网络聚合组合物和90～220重量份的填料，其中互穿网络聚合组合物包括质量比为10∶(1～4)的室温硫化硅橡胶和有机硅改性双酚A环氧树脂；热防护涂料组分B包括质量比为1∶(5～10)的硅橡胶固化催化剂和硅橡胶固化剂；热防护涂料组分C包括质量比为(1～3)∶100的环氧树脂固化促进剂和环氧树脂固化剂；其中热防护涂料组分A、B和C的质量比为100∶(0.5～1)∶(6～24)。本发明所用涂料固化而成的涂层中具有互穿网络结构，有利于提高烧蚀效率和力学性能，抑制烧蚀过程的粉化现象，在航空航天、兵器烧蚀防热领域及民用阻燃防火领域有极大的应用前景。

技术领域

本发明涉及树脂基复合材料技术领域，尤其涉及一种互穿网络基烧蚀热防护涂料、涂层及制备方法。

背景技术

航天飞行器再入/进入大气层时产生严重的气动加热，热防护系统是确保飞行器内部电子元器件和载人空间正常工作所必须依赖的关键子系统之一，而防热材料是热防护系统中至关重要的部分，其有效性关乎飞行成败甚至生命安全。随着我国载人航天、探月工程、深空探测、载人登月等工程的逐步展开，以及新型航天飞行器的迅速发展，再入速度越来越高，面临的热环境愈发严酷，气动加热时间达千秒级以上，加热量大幅增加，大面积区域面临着长时有氧环境的高温(≥1000℃)，关键部位瞬时温度可达2000℃以上。

树脂基烧蚀防热涂层是以有机聚合物为基体，通过一系列化学和物理变化，牺牲材料自身的质量带走大量气动热，从而达到防热目的的一种热防护材料。作为再入/进入航天飞行器抵御气动热环境的屏障，烧蚀防热涂层除了要满足气动和防热需求外，还必须具备隔热、抗冲刷、热力承载、气动维形等多重功能。

然而现有的成熟涂层主要用于短时、低剪切环境的气动热防护，在高热流密度、高速的气流剪切作用下，很容易表现出开裂、鼓泡、脱落、不耐烧蚀的问题，不能满足导弹武器表面热防护需求。

因此，通过树脂基体和功能填料匹配性研究，确定适用于树脂基烧蚀防热涂层的涂料体系，进一步优化涂层的防隔热性能和力学性能，解决现有防热涂层出现的各种问题，保证飞行器良好的气动外形，为新一代飞行器的结构防热设计提供支撑，是未来低密度树脂基烧蚀防热复合材料发展的必然趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了一种互穿网络基烧蚀热防护涂料、涂层及制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

作为本发明的一个方面，提供了一种互穿网络基烧蚀热防护涂料，包括：热防护涂料组分A，包括100重量份的互穿网络聚合组合物，90～220重量份的填料，其中所述互穿网络聚合组合物包括质量比为10∶(1～4)的室温硫化硅橡胶和有机硅改性双酚A环氧树脂；热防护涂料组分B，包括质量比为1∶(5～10)的硅橡胶固化催化剂和硅橡胶固化剂；热防护涂料组分C，包括质量比为(1～3)∶100的环氧树脂固化促进剂和环氧树脂固化剂；其中所述热防护涂料组分A、热防护涂料组分B和热防护涂料组分C的质量比为100∶(0.5～1)∶(6～24)。

作为本发明的另一个方面，提供了一种利用如上所述的互穿网络基烧蚀热防护涂料制备互穿网络基烧蚀防热涂层的方法，包括以下步骤：分别将热防护涂料组分A、热防护涂料组分B和热防护涂料组分C均匀分散；使用稀释剂对所述热防护涂料组分A的粘度进行调整，然后将所述热防护涂料组分A、热防护涂料组分B和热防护涂料组分C混合均匀，得到所述互穿网络基烧蚀热防护涂料；将所述互穿网络基烧蚀热防护涂料涂覆于基材上，经固化得到所述互穿网络基烧蚀防热涂层。

作为本发明的再一个方面，提供了一种如上所述的方法制备得到的互穿网络基烧蚀防热涂层。

基于上述技术方案，本发明的互穿网络基烧蚀热防护涂料、涂层及制备方法具有如下优点：