本发明涉及航天器热控涂层技术领域领域，特别涉及一种光照全适应航天器热控涂层。
背景技术：
随着空间探测任务的日益多样化，空间飞行器服务平台及有效载荷的集成化程度不断提高，星上仪器设备的发热量及热流密度不断增加。同时，空间飞行器构型、运行轨道及飞行姿态日益复杂，这都将导致其散热面外表面上外热流的剧烈变化。
传统航天器散热面外表面用热控涂层寿命初期的太阳吸收率一般在0.135～0.23，红外发射率在0.8～0.87，散热面外表面平衡温度较高，对太阳辐照外热流的变化较敏感。尤其在倾斜轨道、深空探测、飞行器姿态存在大量机动等的运用领域难以提供满足要求的散热能力和温度波动控制能力。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出一种实施工艺简单、可靠性高、重量轻和经济性好的光照全适应航天器热控涂层。
为实现上述目的，本发明提出的一种光照全适应航天器热控涂层，包括：基体、第一填料、第二填料、固化剂和溶剂，所述基体的重量份数为50～80，所述第一填料的的重量份数为2～10，所述第二填料的重量份数为2～10，所述固化剂的重量份数为0.2～5，所述溶剂的重量份数为5～30；其中，所述第一填料为实心的无机粒子，所述第二填料为中空的玻璃微珠。
优选地，所述基体的重量份数为60，所述第一填料的的重量份数为5，所述第二填料的重量份数为3，所述固化剂的重量份数为0.5，所述溶剂的重量份数为10。
优选地，所述基体的重量份数为70，所述第一填料的的重量份数为3，所述第二填料的重量份数为5，所述固化剂的重量份数为1.5，所述溶剂的重量份数为20。
优选地，所述基体的重量份数为55，所述第一填料的的重量份数为8，所述第二填料的重量份数为6，所述固化剂的重量份数为3，所述溶剂的重量份数为15。
优选地，所述基体的重量份数为65，所述第一填料的的重量份数为6，所述第二填料的重量份数为8，所述固化剂的重量份数为4，所述溶剂的重量份数为25。
优选地，所述基体为环氧树脂改性有机硅树脂、聚酯树脂改性有机硅树脂、聚氨酯树脂改性有机硅树脂、以及丙烯酸树脂改性有机硅树脂中的任意一种。
优选地，所述第一填料为sio2、sic、tio2和baso4中的任意一种，且所述第一填料的粒径为1～30μm。
优选地，所述所述中空的玻璃微珠呈椭球型，其内径长为内径长为1～8μm，内径宽为1～6μm，壁厚为1～3μm。
优选地，所述固化剂为kh550硅烷偶联剂、kh650硅烷偶联剂、二乙烯三胺、三乙烯四胺、以及正硅酸乙脂中的任意一种，所述溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、甲苯、以及乙酸丁酯中的任意一种。
优选地，所述涂层的总厚度为30～100μm(干膜厚度)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中新型热控涂层太阳直射条件下的吸收热量不大于84w/m2，平衡温度不大于-90℃，散热性能较传统航天器热控涂层大幅提升，可替代传统航天器热控涂层，解决复杂空间外热流环境下的散热和温度波动控制问题。同时，本发明的新型热控涂层具有实施工艺简单、可靠性高、重量轻、经济性好等有益效果。
具体实施方式
本实施例提出的一种光照全适应航天器热控涂层，包括：基体、第一填料、第二填料、固化剂和溶剂，基体的重量份数为50～80，第一填料的的重量份数为2～10，第二填料的重量份数为2～10，固化剂的重量份数为0.2～5，溶剂的重量份数为5～30；其中，第一填料为实心的无机粒子，第二填料为中空的玻璃微珠。
本发明运用于航天器仪器散热面外表面、多层隔热组件外表面及暴露于空间环境的结构件外表面。航天器包括：航天器服务平台、有效载荷、太阳能电池阵、天线等。航天器服务平台外壳侧板一般为三层结构：从里到外分别为内铝蒙皮、铝蜂窝、外铝蒙皮。航天器服务平台外表面的处理方式主要包括：实施热控涂层(包括喷漆和粘贴镀金属层的玻璃二次表面镜)、包覆多层隔热组件。传统航天器热控涂层：osr、s781白漆、acr-1白漆寿命初期太阳直射条件下的吸收热量分别约为190w/m2、240w/m2和324w/m2，对应的散热面平衡温度分别约为-18℃、-9℃和11.6℃。然而，本发明中新型热控涂层太阳直射条件下的吸收热量不大于84w/m2，平衡温度不大于-90℃，散热性能较传统航天器热控涂层大幅提升，可替代传统航天器热控涂层，解决复杂空间外热流环境下的散热和温度波动控制问题。同时，本发明的新型热控涂层具有实施工艺简单、可靠性高、重量轻、经济性好等有益效果。
进一步地，基体的重量份数为50，第一填料的的重量份数为2，第二填料的重量份数为2，固化剂的重量份数为0.2，溶剂的重量份数为5。
进一步地，基体的重量份数为80，第一填料的的重量份数为10，第二填料的重量份数为10，固化剂的重量份数为5，溶剂的重量份数为30。
进一步地，基体的重量份数为60，第一填料的的重量份数为5，第二填料的重量份数为3，固化剂的重量份数为0.5，溶剂的重量份数为10。
进一步地，基体的重量份数为70，第一填料的的重量份数为3，第二填料的重量份数为5，固化剂的重量份数为1.5，溶剂的重量份数为20。
进一步地，基体的重量份数为55，第一填料的的重量份数为8，第二填料的重量份数为6，固化剂的重量份数为3，溶剂的重量份数为15。
进一步地，基体的重量份数为65，第一填料的的重量份数为6，第二填料的重量份数为8，固化剂的重量份数为4，溶剂的重量份数为25。
进一步地，基体为环氧树脂改性有机硅树脂、聚酯树脂改性有机硅树脂、聚氨酯树脂改性有机硅树脂、以及丙烯酸树脂改性有机硅树脂中的任意一种。
进一步地，第一填料为sio2、sic、tio2和baso4中的任意一种，且第一填料的粒径为1～30μm。
进一步地，中空的玻璃微珠呈椭球型，其内径长为内径长为1～8μm，内径宽为1～6μm，壁厚为1～3μm。
进一步地，固化剂为kh550硅烷偶联剂、kh650硅烷偶联剂、二乙烯三胺、三乙烯四胺、以及正硅酸乙脂中的任意一种。目前广泛用正硅酸乙脂作为交联剂(固化剂)，用二月桂酸二丁基锡作为促进剂，使基体在常温固化(25℃，6～12h)。
进一步地，溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、甲苯、以及乙酸丁酯中的任意一种。
进一步地，涂层的总厚度为30～100μm(干膜厚度)。根据不同的用途，涂布厚度为30～100μm(干膜厚度)，采用喷涂、刷涂、滚涂方式涂布在被涂物体的表面，优选刷涂或滚涂。
实施例1
本实施例中，基体为环氧树脂改性有机硅树脂，重量份数为50；第一填料为sio2，重量份数为2，第一填料的粒径为1μm；第二填料为中空的玻璃微珠，重量份数为2，中空的玻璃微珠的内径长为1μm，内径宽为1μm，壁厚为1μm；固化剂为kh550硅烷偶联剂，重量份数为0.2；溶剂为丙酮，重量份数为5；涂层的干膜总厚度为30μm。
实施例2
在本实施例中，基体为聚酯树脂改性有机硅树脂，重量份数为80；第一填料为sic，重量份数为10，第一填料的粒径为30μm；第二填料为中空的玻璃微珠，重量份数为10，中空的玻璃微珠的内径长为8μm，内径宽为6μm，壁厚为3μm；固化剂为kh650硅烷偶联剂，重量份数为5；溶剂为乙酸乙酯，重量份数为30；涂层的干膜总厚度为100μm。
实施例3
在本实施例中，基体为聚氨酯树脂改性有机硅树脂，重量份数为60；第一填料为tio2，重量份数为5，第一填料的粒径为5μm；第二填料为中空的玻璃微珠，重量份数为3，中空的玻璃微珠的内径长为2μm，内径宽为2μm，壁厚为1.5μm；固化剂为二乙烯三胺，重量份数为0.5；溶剂为丙酮，重量份数为10；涂层的干膜总厚度为40μm。
实施例4
在本实施例中，基体为丙烯酸树脂改性有机硅树脂，重量份数为70；第一填料为baso4，重量份数为3，第一填料的粒径为8μm；第二填料为中空的玻璃微珠，重量份数为5，中空的玻璃微珠的内径长为3μm，内径宽为3μm，壁厚为2μm；固化剂为三乙烯四胺，重量份数为1.5；溶剂为丁酮，重量份数为20；涂层的干膜总厚度为60μm。
实施例5
在本实施例中，基体为聚氨酯树脂改性有机硅树脂，重量份数为55；第一填料为sio2，重量份数为8，第一填料的粒径为15μm；第二填料为中空的玻璃微珠，重量份数为6，中空的玻璃微珠的内径长为5μm，内径宽为4μm，壁厚为2.5μm；固化剂为正硅酸乙脂，重量份数为3；溶剂为乙酸丁酯，重量份数为15；涂层的干膜总厚度为70μm。
实施例6
在本实施例中，基体为丙烯酸树脂改性有机硅树脂，重量份数为65；第一填料为tio2，重量份数为6，第一填料的粒径为20μm；第二填料为中空的玻璃微珠，重量份数为8，中空的玻璃微珠的内径长为7μm，内径宽为5μm，壁厚为2μm；固化剂为二乙烯三胺，重量份数为4；溶剂为甲苯，重量份数为25；涂层的干膜总厚度为80μm。
涂层的性能测试：
①附着力测试
将具有辐射制冷功能的涂料涂布于具有内铝蒙皮、铝蜂窝板、外铝蒙皮结构样板的外铝蒙皮表面，参考标准gb/t9286-1998进行附着力测试。
附着力测试方法：在样板上取3个不同位置，如果三次结果不一致，差值超过一个单位等级，则重复上述试验，直到三次结果一致，用这个结果作为最后的结果，百格刀的间距为2mm，横纵两个方向的切割数均为11。
结果表示：结果用0、1、2、3、4、5六个等级进行评价。0级表示切割边缘完全平滑无一格脱落；1级表示在切口交叉处有少许涂层脱落但交叉切割面积受影响不能明显大于5％；2级表示在切口交叉处和/或沿切口边缘有涂层脱落受影响的交叉切割面积明显大于5％，但不能明显大于15％；3级表示涂层沿切割边缘部分或全部以大碎片脱落和/或在格子不同部位上部分或全部剥落受影响的交叉切割面积明显大于15％，但不能明显大于35％；4级表示涂层沿切割边缘大碎片剥落和/或一些方格部分或全部出现脱落受影响的交叉切割面积明显大于35％，但不能明显大于65％；5级表示剥落的程度超过4级。
②热吸收量测试
将涂布了具有辐射制冷功能涂料的样板放进perkinelmer，lambda950型uv/vis/nirspectrometer中，测量波长范围为300～2500nm波段中薄膜的反射率、透光率，测量间隔为1nm。根据反射率、透光率的数据计算样板的热吸收量，单位为w/m2。
③散热面平衡温度
在地面空间环境模拟器中，利用太阳模拟器。测试样板和测试样品在太阳直照角度下的绝热平衡温度。
④体积固体份
体积固体份＝(测得干膜厚度/测得湿膜厚度)*100％，该涂层的体积固体份为60％～90％。
⑤理论涂布率
理论涂布率是指将油漆涂料施工在光滑的表面上且毫无损耗，每升油漆涂料可以涂布的面积(平方米或平方英尺)，单位是平方米/升(m2/l)。由于不同的用途，不同的涂料种类，涂料的干膜厚度不一样，因而其理论涂布率也会相应变更，计算公式为：理论涂布率＝(体积固体份*10)/干膜厚度
⑥实际涂布率
实际涂布率的计算是用理论涂布率乘以估计的损耗系数，计算公式：实际涂布率＝理论涂布率*(1-损耗％)
实际涂布率会因许多因素如施工方法、工人的技术、施工表面的结构和形状、表面粗糙度、工作环境、风速、以及漆膜的分布程度等等的影响而与理论涂布率有出入。
本发明涂料的损耗为10％左右。
表1-1实施例性能测试
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。