一种钛合金用抗冲刷辐射防热涂层及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种钛合金用抗冲刷辐射隔热涂层，其特征在于包含粘接层底漆层和高发射率层；所述粘接层底漆层为粘接层底漆固化而成；所述高发射率层为高发射率涂料固化而成；所述粘接层底漆层的涂层厚度为2～30μm，优选厚度为5～20μm；所述高发射率层的涂层厚度为20～50μm，优选厚度为20～40μm；所述的抗冲刷辐射隔热涂层的红外发射率≥85％，涂层在钛合金上的附着力≥4.0mpa，经过700℃/10min热处理后涂层的附着力≥2.0mpa；优选地，所述粘接层底漆的细度低于20μm。2.根据权利要求1所述的钛合金用抗冲刷辐射隔热涂层，其特征在于：所述粘接层底漆包含重量份数计的以下组分：聚硅氮烷100重量份，耐高温填料10～60重量份，优选为20～50重量份；优选地，所述聚硅氮烷的分子量为300～15000，优选为600～10000。3.根据权利要求1所述的钛合金用抗冲刷辐射隔热涂层，其特征在于：所述高发射率涂料包含a组份和b组份；所述a组份包含重量份数计的以下组分：耐高温树脂溶液100重量份，所述耐高温树脂溶液的浓度为40～60％wt；高发射率填料30～150重量份，优选60～130重量份，耐高温填料20～100重量份，优选30～80重量份，所述b组份为固化剂；以a组份中所述的耐高温树脂溶液为100重量份计，所述固化剂的用量为0.5～8重量份，优选为0.5～5重量份；优选地，所述高发射率涂料的a组份的细度为40μm～120μm，优选为60～100μm。4.根据权利要求2所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层，其特征在于：所述粘接层底漆中的耐高温填料选自纳米二氧化硅粉末、碳化硅、氮化硼、氧化铁、石墨烯中的至少一种；优选地，所述粘接层底漆中的耐高温填料包含纳米二氧化硅粉末、碳化硅、氧化铁、石墨烯、氮化硼在内的混合物；其中，纳米二氧化硅粉末、碳化硅、氧化铁、氮化硼、石墨烯的重量比为(10～20)：(5～15)：(1～8)：(0～15)：(0～5)；优选为(10～16)：(5～10):(2～6):(0～10)：(0～4)。5.根据权利要求2所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层，其特征在于所述粘接层底漆包含超细玻璃粉；以所述聚硅氮烷为100重量份计，所述超细玻璃粉的用量为10～50重量份，优选为10～30重量份；和/或，所选超细玻璃粉的目数为1000～10000目，优选目数为1000～5000目。
6.根据权利要求3所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层，其特征在于：所述高发射率涂料中，所述耐高温树脂溶液为硼酸改性硅树脂溶液；所述硼酸改性硅树脂的b/si摩尔比为1:(2～7),优选1:(3～6)；和/或，所述硼酸改性硅树脂的苯基/si摩尔比为0.15～0.6，优选为0.2～0.4；和/或，所述硼酸改性硅树脂的r/si摩尔比为1.2～1.8，优选为1.4～1.6；优选地，所述硼酸改性硅树脂的结构单元包含下列通式(ii)：7.根据权利要求6所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层，其特征在于：所述高发射率涂料中的耐高温树脂由包括以下步骤在内的制备方法制成：1)将包含甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、硼酸、去离子水、乙醇在内的组分共混水解，得到预聚体；优选地，所述的甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、硼酸、去离子水、乙醇的重量比为：(40～70)份：(30～50)份：(25～40)份：(20～40)份：(10～20)份：(100～120)份：(180～220)份；2)减压蒸馏，再加入溶剂，得到所述耐高温树脂溶液；优选地，所述步骤1)中，所述水解的温度为70～90℃，水解时间为2～4h；所述步骤2)中，所述减压蒸馏的温度为70～80℃；所述溶剂选自二甲苯、汽油中的至少一种；得到的所述耐高温树脂溶液的浓度为40～60wt％。8.根据权利要求3所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层，其特征在于：所述高发射率涂料中的高发射率填料包含fe2o3、mno2、sib4、cuo、石墨烯中的至少一种；优选地，所述高发射率涂料中的高发射率填料包含fe2o3、mno2、sib4、cuo、石墨烯在内的混合物；其中，fe2o3：mno2：sib4：cuo：石墨烯的重量比为(20～50)：(5～20)：(40～70)：(5～10)：(5～10)。9.根据权利要求3所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层，其特征在于：所述高发射率涂料中的耐高温填料选自纳米二氧化硅、碳化硅、氮化硼、硅灰石、滑石粉中的一种或者两种以上；优选地，所述高发射率涂料中的耐高温填料包含纳米二氧化硅、碳化硅、氮化硼、硅灰石、滑石粉在内的混合物；
其中，纳米二氧化硅：碳化硅(sic)：氮化硼(bn)：硅灰石：滑石粉的重量为(10～20)：(10～20)：(5～10)：(0～15)：(0～15)。10.根据权利要求3所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层，其特征在于：所述高发射率涂料中的a组份包含助熔剂，以所述耐高温树脂溶液为100重量份计，所述助熔剂的用量为1～15重量份，优选3～10重量份；所述高发射率涂料的助熔剂选自玻璃粉、铅丹、硼砂中的一种或者两种；优选地，所述玻璃粉的粒径为200～1000目，优选400～800目；优选地，所述b组份的固化剂选自钛酸丁酯、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二乙基二辛酸锡中的至少一种。11.根据权利要求1～10之任一项所述的钛合金用抗冲刷辐射隔热涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：先将所述粘接层底漆进行喷涂固化得到粘接层底漆层，再将所述高发射率涂料进行喷涂固化得到高发射率层，即得所述抗冲刷辐射隔热涂层；优选地，所述制备方法包括以下步骤：1)所述粘接层底漆层施工，包括以下步骤：先对钛合金进行喷砂处理去掉氧化层，将所述粘接层底漆进行空气喷涂，喷涂前调节粘度，所述底漆喷涂完成后表面干燥，并加热固化，得到底漆涂层；2)所述高发射率层施工，包括以下步骤：在步骤1)的底漆涂层基础上，将所述高发射率涂料进行空气喷涂，喷涂前先将a组份和b组份混合均匀，并调节粘度，喷涂后涂层进行表面干燥，并加热固化，得到高发射率层，即得。12.根据权利要求11所述的钛合金用抗冲刷辐射隔热涂层的制备方法，其特征在于：步骤1)所述粘接层底漆层施工中，所述喷涂前调节粘度为喷涂前采用稀释剂将粘度调至10～30s，优选粘度为12～20s；和/或，所述空气喷涂为采用小口径喷枪进行空气喷涂；其中，小口径喷枪的口径为0.3～1.2mm，优选口径为0.5～0.8mm；和/或，所述表面干燥的温度为室温，干燥时间为1～4h小时；和/或，所述加热固化的条件包括：温度为120～150℃，时间为30～90min。13.根据权利要求11所述的钛合金用抗冲刷辐射隔热涂层的制备方法，其特征在于：步骤2)所述高发射率层施工中，所述调节粘度为采用稀释剂将粘度调至15～40s，优选为粘度20～30s；和/或，所述空气喷涂为采用喷枪进行空气喷涂；所述喷枪的口径为0.5～0.8mm；和/或，所述表面干燥的温度为室温，干燥的时间为1～4小时；和/或，所述加热固化的条件包括：温度为180～200℃，时间为2～4小时。14.根据权利要求11所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层的制备方法，其特征在于：所述粘接层底漆的制备方法包括以下步骤：
将所述聚硅氮烷、耐高温填料在内的组分共混分散后所得；优选地，所述共混为高速搅拌，搅拌速度为1000～3000rpm；和/或，所述高发射率涂料的a组份的制备方法包括以下步骤：将所述耐高温树脂溶液、高发射率填料、耐高温填料在内的组分经研磨共混后制得；优选地，所述研磨共混采用2mm锆珠和1mm锆珠作为研磨介质，所述研磨转速为1000～3000rpm。15.根据权利要求1～10之任一项所述的钛合金用抗冲刷辐射防热涂层或者根据权利要求11～14之任一项所述制备方法制备的涂层在高速飞行器、武器中的应用。

技术总结
本发明涉及防热涂层领域的一种钛合金用抗冲刷辐射防热涂层及其制备方法和应用。所述的钛合金用抗冲刷辐射隔热涂层，包含粘接层底漆层和高发射率层；所述粘接层底漆层为粘接层底漆固化而成；所述高发射率层为高发射率涂料固化而成；所述粘接层底漆层的涂层厚度为2～30μm；所述高发射率层的涂层厚度为20～50μm；所述的抗冲刷辐射隔热涂层的红外发射率≥85％，涂层在钛合金上的附着力≥4.0MPa，经过700℃/10min热处理后涂层的附着力≥2.0MPa；所述涂层，可与钛合金附着良好而且高温加热后仍能具备较好的附着以及良好的抗高速气流冲刷的能力，而且采用空气喷涂施工方便，值得推广应用。广应用。广应用。


技术研发人员：王贤明 王飞 吴连锋 宁亮 张燕 易敏华 刘雷雷 卢敏
受保护的技术使用者：海洋化工研究院有限公司
技术研发日：2020.11.26
技术公布日：2022/5/31