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一种自组装耐热涂料.pdf

摘要
申请专利号:

CN201711228164.X

申请日:

20171129

公开号:

CN107987644A

公开日:

20180504

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C09D133/04,C09D175/04,C09D133/08,C09D7/61,C09D7/63

主分类号:

C09D133/04,C09D175/04,C09D133/08,C09D7/61,C09D7/63

申请人:

浙江大学自贡创新中心

发明人:

张玲洁,沈涛,张继,杨辉

地址:

643000 四川省自贡市高新工业园区金川路69号

优先权:

CN201711228164A

专利代理机构:

杭州中成专利事务所有限公司

代理人:

周世骏

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内容摘要

本发明涉及涂料技术领域,旨在提供一种自组装耐热涂料。包含重量份数的:硼酸钠4‑5份,硼酸锌5‑6份;氧化铝3‑4份;纳米二氧化硅粉体1‑2份;二氧化钛6‑7份;氧化钕0.5‑1.5份;白云母9‑10份;水滑石8‑10份;沸石3‑5份;铝硅酸钠2‑4份;硝基纤维素2‑4份;聚丙烯酸丁酯4‑5份;纯丙乳液10‑11份;聚氨酯乳液10‑11份;赖氨酸0.5‑1.5份;天门冬氨酸1‑3份;磷酸三丁酯1‑3份;丙二醇2‑3份;蒸馏水4‑28份。该耐热涂料可直接涂覆于飞行器表面,能在室温下完全固化;涂料在固化后,采用热风对涂料表面加热5秒,即可使得固化后耐受温度达到1000℃。其表面会形成密集的直径2‑10微米的小孔,迅速降低涂层的热导率。

权利要求书

1.一种自组装耐热涂料,其特征在于,该耐热涂料由以下重量份数的各组分组成:硼酸钠:4-5份硼酸锌:5-6份氧化铝:3-4份纳米二氧化硅粉体:1-2份二氧化钛:6-7份氧化钕:0.5-1.5份白云母:9-10份水滑石:8-10份沸石:3-5份铝硅酸钠:2-4份硝基纤维素:2-4份聚丙烯酸丁酯:4-5份纯丙乳液:10-11份聚氨酯乳液:10-11份赖氨酸:0.5-1.5份天门冬氨酸:1-3份磷酸三丁酯:1-3份丙二醇:2-3份蒸馏水:4-28份。2.根据权利要求1所述的自组装耐热涂料,其特征在于,所述硼酸钠的粒径在15微米-75微米;硼酸锌的粒径在15微米-75微米;氧化铝的粒径在15微米-75微米;纳米二氧化硅粉体的粒径在10纳米-50纳米;二氧化钛为金红石型二氧化钛,粒径在5微米-25微米;氧化钕的粒径在5微米-25微米;白云母粒径在45微米-75微米;水滑石粒径在200纳米-500纳米;沸石的粒径在500纳米-1微米。3.根据权利要求1所述的自组装耐热涂料,其特征在于,所述铝硅酸钠为德固赛820A;聚丙烯酸丁酯的数均分子量在50000-150000;纯丙乳液固含量为40%-60%;聚氨酯乳液固含量为40%-60%。

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种自组装耐热涂料。

背景技术

由于气体的粘滞作用,在大气中高速飞行的飞行器,会使空气受到强烈的压缩以及与空气产生强烈的摩擦,从而使得飞行器的大部分动能转化为热能,且热能迅速向飞行器表面传递,产生气动加热效应。飞行器飞行速度越快则气动加热效应越显著。飞行器高速飞行所产生的高温,严重时会影响到飞行器内部核心部件如电子器件、动力系统的工作状态。

为了减少高速飞行器飞行时受到的气动加热效应的冲击,常在飞行器表面涂覆一层耐高温的保护涂料,以对其进行热防护。但目前的后涂刷耐热涂料很难达到能够耐受500℃以上高温的程度;若是需要更高的耐热温度则需要在装载飞行器内部核心部件之前,对飞行器壳体表面进行耐高温处理,处理过程需要高温处理,待飞行器壳体冷却后方能进行飞行机内部核心部件的装载;但若是经过耐高温处理后的表面再次出现缺陷或破损,则再次耐高温处理需要将飞行器内部核心部件全部卸载后才可进行,因此,此方法无论在效率或成本上均无明显优势。因此,亟需提供一种具有较高温度耐受性的耐热涂料,该涂料无需经过高温处理就可实现耐受较高的温度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是,克服现有技术中的不足,提供一种自组装耐热涂料。

为解决技术问题,本发明的解决方案是:

提供一种自组装耐热涂料,包含以下重量份数的各组分:硼酸钠4-5份,硼酸锌5-6份;氧化铝3-4份;纳米二氧化硅粉体1-2份;二氧化钛6-7份;氧化钕0.5-1.5份;白云母9-10份;水滑石8-10份;沸石3-5份;铝硅酸钠2-4份;硝基纤维素2-4份;聚丙烯酸丁酯4-5份;纯丙乳液10-11份;聚氨酯乳液10-11份;赖氨酸0.5-1.5份;天门冬氨酸1-3份;磷酸三丁酯1-3份;丙二醇2-3份;蒸馏水4-28份。

本发明中,所述硼酸钠的粒径在15微米-75微米;硼酸锌的粒径在15微米-75微米;氧化铝的粒径在15微米-75微米;纳米二氧化硅粉体的粒径在10纳米-50纳米;二氧化钛为金红石型二氧化钛,粒径在5微米-25微米;氧化钕的粒径在5微米-25微米;白云母粒径在45微米-75微米;水滑石粒径在200纳米-500纳米;沸石的粒径在500纳米-1微米。

本发明中,所述铝硅酸钠为德固赛820A;聚丙烯酸丁酯的数均分子量在50000-150000;纯丙乳液固含量为40%-60%;聚氨酯乳液固含量为40%-60%。

本发明所述自组装耐热涂料可以通过下述方法制备获得:

(1)按重量份数的分别称量各组分:

硼酸钠4-5份,硼酸锌5-6份;氧化铝3-4份;纳米二氧化硅粉体1-2份;二氧化钛6-7份;氧化钕0.5-1.5份;白云母9-10份;水滑石8-10份;沸石3-5份;铝硅酸钠2-4份;硝基纤维素2-4份;聚丙烯酸丁酯4-5份;纯丙乳液10-11份;聚氨酯乳液10-11份;赖氨酸0.5-1.5份;天门冬氨酸1-3份;磷酸三丁酯1-3份;丙二醇2-3份;蒸馏水4-28份;

(2)将硼酸钠、硼酸锌以及铝硅酸钠加入球磨罐中球磨6-12小时,冷却至室温后取出,得到混合物一;

(3)将纳米二氧化硅粉体、氧化铝、二氧化钛、氧化钕加入球磨罐中球磨6-12小时,冷却至室温后取出,得到混合物二;

(4)将硝基纤维素、聚丙烯酸丁酯以及纯丙乳液加入混合物二中,手动搅拌30秒-3分钟后加入球磨罐中球磨3-6小时,冷却至室温后取出,得到混合物三;

(5)将赖氨酸、天门冬氨酸、聚氨酯乳液以及丙二醇加入蒸馏水中,500-1000转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物四;

(6)将白云母、水滑石以及沸石加入混合物四中,1500-3000转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物五;

(7)将混合物一加入到混合物五中,1500-3000转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物六;

(8)将混合物三以及磷酸三丁酯加入混合物六中,手动搅拌30秒-3分钟后,用三辊研磨机研磨10-30次至完全均匀,冷却至室温后得到自组装耐热涂料。

该自组装耐热涂料的使用方法,是将所述耐热涂料涂覆在涂装表面,在常温下固化后,采用90℃热风对涂料表面加热5秒。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

1、本发明提供是耐热涂料可直接涂覆于飞行器表面,能在室温下完全固化;

2、本发明的涂料在固化后,采用90℃热风对涂料表面加热5秒,即可使得固化后耐受温度达到1000℃。

3、本发明提供的耐热涂料经过室温固化,并采用90℃热风对涂料表面加热5秒后,其表面会形成密集的直径2-10微米的小孔,迅速降低涂层的热导率。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1:

一种自组装耐热涂料,其特征在于该耐热涂料由以下以重量的成分组成:

硼酸钠:4份

硼酸锌:5份

氧化铝:3份

纳米二氧化硅粉体:1份

二氧化钛:6份

氧化钕:0.5份

白云母:9份

水滑石:8份

沸石:3份

铝硅酸钠:2份

硝基纤维素:2份

聚丙烯酸丁酯:4份

纯丙乳液:10份

聚氨酯乳液:10份

赖氨酸:0.5份

天门冬氨酸:1份

磷酸三丁酯:1份

丙二醇:2份

蒸馏水:28份

所述硼酸钠的粒径在15微米-45微米;硼酸锌的粒径在15微米-45微米;氧化铝的粒径在15微米-45微米;纳米二氧化硅粉体的粒径在10纳米-30纳米;二氧化钛为金红石型二氧化钛,粒径在5微米-15微米;氧化钕的粒径在5微米-15微米;白云母粒径在45微米-60微米;水滑石粒径在200纳米-350纳米;沸石的粒径在500纳米-750纳米;铝硅酸钠为德固赛820A;聚丙烯酸丁酯的数均分子量在50000;所述纯丙乳液固含量为40%;聚氨酯乳液固含量为40%。

上述自组装耐热涂料的制备方法,依次包括如下步骤:

1、将硼酸钠、硼酸锌以及铝硅酸钠按比例加入球磨罐中球磨6小时,冷却至室温后取出,得到混合物一;

2、将纳米二氧化硅粉体、氧化铝、二氧化钛、氧化钕加入球磨罐中球磨12小时,冷却至室温后取出,得到混合物二;

3、将硝基纤维素、聚丙烯酸丁酯以及纯丙乳液加入步骤2所得混合物二中,手动搅拌30秒后加入球磨罐中球磨3小时,冷却至室温后取出,得到混合物三;

4、将赖氨酸、天门冬氨酸、聚氨酯乳液以及丙二醇按比例加入蒸馏水中,500转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物四;

5、将白云母、水滑石以及沸石按比例加入混合物四中,1500转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物五;

6、将步骤1所得混合物一加入到混合物五中,1500转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物六;

7、将混合物三以及磷酸三丁酯加入混合物六中,手动搅拌30秒后,用三辊研磨机研磨10次至完全均匀,冷却至室温后得到自组装耐热涂料。

使用方法:将所述耐热涂料涂覆在涂装表面,在常温下固化后,采用90℃热风对涂料表面加热5秒。

实施例2:

一种自组装耐热涂料,其特征在于该耐热涂料由以下以重量的成分组成:

硼酸钠:5份

硼酸锌:6份

氧化铝:4份

纳米二氧化硅粉体:2份

二氧化钛:7份

氧化钕:1.5份

白云母:10份

水滑石:10份

沸石:5份

铝硅酸钠:4份

硝基纤维素:4份

聚丙烯酸丁酯:5份

纯丙乳液:11份

聚氨酯乳液:11份

赖氨酸:1.5份

天门冬氨酸:3份

磷酸三丁酯:3份

丙二醇:3份

蒸馏水:4份

所述硼酸钠的粒径在45微米-75微米;硼酸锌的粒径在45微米-75微米;氧化铝的粒径在45微米-75微米;纳米二氧化硅粉体的粒径在30纳米-50纳米;二氧化钛为金红石型二氧化钛,粒径在15微米-25微米;氧化钕的粒径在15微米-25微米;白云母粒径在60微米-75微米;水滑石粒径在350纳米-500纳米;沸石的粒径在750纳米-1微米;铝硅酸钠为德固赛820A;聚丙烯酸丁酯的数均分子量在150000;纯丙乳液固含量为60%;聚氨酯乳液固含量为60%;

上述自组装耐热涂料的制备方法,依次包括如下步骤:

1、将硼酸钠、硼酸锌以及铝硅酸钠按比例加入球磨罐中球磨12小时,冷却至室温后取出,得到混合物一;

2、将纳米二氧化硅粉体、氧化铝、二氧化钛、氧化钕加入球磨罐中球磨6小时,冷却至室温后取出,得到混合物二;

3、将硝基纤维素、聚丙烯酸丁酯以及纯丙乳液加入混合物二中,手动搅拌3分钟后加入球磨罐中球磨6小时,冷却至室温后取出,得到混合物三;

4、将赖氨酸、天门冬氨酸、聚氨酯乳液以及丙二醇按比例加入蒸馏水中,1000转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物四;

5、将白云母、水滑石以及沸石按比例加入混合物四中,3000转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物五;

6、将混合物一加入到混合物五中,3000转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物六;

7、将混合物三以及磷酸三丁酯加入混合物六中,手动搅拌3分钟后,用三辊研磨机研磨30次至完全均匀,冷却至室温后得到自组装耐热涂料。

使用方法:将所述耐热涂料涂覆在涂装表面,在常温下固化后,采用90℃热风对涂料表面加热5秒。

实施例3:

一种自组装耐热涂料,其特征在于该耐热涂料由以下以重量的成分组成:

硼酸钠:4.5份

硼酸锌:5.5份

氧化铝:3.5份

纳米二氧化硅粉体:1.5份

二氧化钛:6.5份

氧化钕:1份

白云母:9.5份

水滑石:9份

沸石:4份

铝硅酸钠:3份

硝基纤维素:3份

聚丙烯酸丁酯:4.5份

纯丙乳液:10.5份

聚氨酯乳液:10.5份

赖氨酸:1份

天门冬氨酸:2份

磷酸三丁酯:2份

丙二醇:2.5份

蒸馏水:16份

所述硼酸钠的粒径在30微米-60微米;硼酸锌的粒径在30微米-60微米;氧化铝的粒径在30微米-60微米;纳米二氧化硅粉体的粒径在20纳米-40纳米;二氧化钛为金红石型二氧化钛,粒径在10微米-20微米;氧化钕的粒径在10微米-20微米;白云母粒径在30微米-60微米;水滑石粒径在275纳米-425纳米;沸石的粒径在625纳米-875纳米;铝硅酸钠为德固赛820A;聚丙烯酸丁酯的数均分子量在100000;纯丙乳液固含量为50%;聚氨酯乳液固含量为50%。

上述自组装耐热涂料的制备方法,依次包括如下步骤:

1、将硼酸钠、硼酸锌以及铝硅酸钠按比例加入球磨罐中球磨9小时,冷却至室温后取出,得到混合物一;

2、将纳米二氧化硅粉体、氧化铝、二氧化钛、氧化钕加入球磨罐中球磨9小时,冷却至室温后取出,得到混合物二;

3、将硝基纤维素、聚丙烯酸丁酯以及纯丙乳液加入混合物二中,手动搅拌2分钟后加入球磨罐中球磨5小时,冷却至室温后取出,得到混合物三;

4、将赖氨酸、天门冬氨酸、聚氨酯乳液以及丙二醇按比例加入蒸馏水中,750转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物四;

5、将白云母、水滑石以及沸石按比例加入混合物四中,2500转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物五;

6、将混合物一加入到混合物五中,2500转/分钟搅拌至完全均匀,得到混合物六;

7、将混合物三以及磷酸三丁酯加入混合物六中,手动搅拌2分钟后,用三辊研磨机研磨20次至完全均匀,冷却至室温后得到自组装耐热涂料。

使用方法:将所述耐热涂料涂覆在涂装表面,在常温下固化后,采用90℃热风对涂料表面加热5秒。

发明效果验证

1、将本发明制备得到的自组装耐热涂料,记为样品一。

2、将市售的产品型号为Air++SH-10(青岛爱尔家佳新材料有限公司)的耐热涂料,记为样品二。

3、将样品一与样品二分别涂覆于304不锈钢板表面,于室温下固化(固化后保证两种涂层厚度相同,200微米),并采用90℃热风对涂料表面加热5秒。

4、采用酒精喷灯对涂料表面加热5分钟,实时采集304不锈钢板背面的温度数据(火焰喷嘴直径为2mm,喷嘴距离涂层表面100mm,火焰温度在1000℃),其测试结果如下表:

从上表中可以看出,本发明中的涂料能够迅速涂层的热导率,与现有产品相比降温效果明显。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

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一种 组装 耐热 涂料
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