一种耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层及其制备方法与流程

本发明属于涂层领域，具体涉及一种耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层及其制备方法。

背景技术：

1、随着新型高超声速飞行器的发展，其在大气环境下的气动加热愈加严重，面临的热环境愈加苛刻，由此也对飞行器热防护涂层在长时间抗剪切性能和烧蚀防热效率等指标上提出了更高的要求。硅橡胶基防热涂层是目前应用广泛的烧蚀防热涂层，其中硅橡胶的基体是烧蚀防热涂层中重要的组成部分，与防热涂层热稳定性息息相关。硅橡胶的线性长链结构在高温下易于发生链式降解，最终生成产物为没有力学强度的二氧化硅粉末，导致硅橡胶基防热涂层在中高热流下存在易粉化，抗剪切能力差，烧蚀防热效率低等问题。

2、也正基于此，提出本发明技术方案。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明在硅橡胶结构中引入“硬段”体型结构的硅树脂，可以改性出成本低、热稳定性优异，烧蚀防热效率高的基体，实现防热涂层抗剪切性能的大幅提升，满足新型飞行器的热防护需求。

2、本发明的方案是提供一种耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其包括如下重量份的原料：80-100份乙烯基硅油(硅橡胶，下同)、20-80份的乙烯基mq硅树脂、20-30份耐烧蚀填料、20-30隔热填料、5-15份维形填料、10-30份阻燃剂、3-5份含氢硅油交联剂、0.1-1.0份催化剂、200-300份稀释剂。

3、优选地，所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层包括如下重量份的原料：90份乙烯基硅油、50份的乙烯基mq硅树脂、25份耐烧蚀填料、25隔热填料、10份维形填料、20份阻燃剂、4份含氢硅油交联剂、0.5份催化剂、250份稀释剂。

4、优选地，所述乙烯基硅油为线型结构，黏度为3000～5000mpa.s；

5、和/或，所述基mq硅树脂为体型结构。

6、优选地，所述耐烧蚀填料为气相二氧化硅、硅藻土、云母粉、低熔点玻璃粉、氧化锌、高岭土、硅微粉中的一种或两种以上的组合。

7、优选地，所述隔热填料为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、空心玻璃微球、空心酚醛微球、二氧化硅气凝胶中的一种或两种以上的组合。

8、优选地，所述维形填料为短切石英纤维、短切玻璃纤维、高硅氧纤维、莫来石纤维中的一种或两种以上的组合。

9、优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、三氧化二锑、硼酸锌中的一种或两种以上的组合。

10、优选地，所述含氢硅油交联剂为侧氢含氢硅油、端氢含氢硅油、端侧氢含氢硅油中的一种或两种以上的组合。

11、优选地，所述催化剂为铂金催化剂；

12、和/或，所述稀释剂为120号溶剂油、乙酸乙酯、二甲苯中的一种或两种以上的组合。

13、基于相同的技术构思，本发明的再一方案是提供一种耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

14、(1)将乙烯基硅油、乙烯基mq硅树脂、耐烧蚀填料、阻燃剂、含氢硅油交联剂及稀释剂进行预混和研磨分散，得到a组份；

15、(2)将隔热填料、维形填料、催化剂及稀释剂混合均匀；得到b组份；

16、(3)将所述a组份与所述b组份混合均匀，得到黏度为15～25s的涂料，然后喷涂至基材表面，得到耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层。

17、本发明的有益效果为：

18、本发明所述的耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，各原料配比科学，具体为：

19、(1)本发明通过乙烯基mq硅树脂中的乙烯基与交联剂含氢硅油产生硅氢加成反应，然后再与加成型硅橡胶交联成三维体型结构，形成了复配型有机硅弹塑体，起到了增强改性的效果。

20、(2)本发明以mq硅树脂作为硬段结构在线型二甲基硅氧链软段结构为主的硅橡胶中形成局部微相分离，除了提高其力学性能，也有助于提高耐高温性和耐烧蚀性。

21、(3)本发明通过交联剂和催化剂设计，实现了硅树脂体系在室温条件的固化，解决了硅树脂需要中高温固化的难题。

技术特征：

1.一种耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，包括如下重量份的原料：80-100份乙烯基硅油、20-80份的乙烯基mq硅树脂、20-30份耐烧蚀填料、20-30隔热填料、5-15份维形填料、10-30份阻燃剂、3-5份含氢硅油交联剂、0.1-1.0份催化剂、200-300份稀释剂。

2.根据权利要求1所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，包括如下重量份的原料：90份乙烯基硅油、50份的乙烯基mq硅树脂、25份耐烧蚀填料、25隔热填料、10份维形填料、20份阻燃剂、4份含氢硅油交联剂、0.5份催化剂、250份稀释剂。

3.根据权利要求1或2所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，所述乙烯基硅油为线型结构，黏度为3000～5000mpa.s；

4.根据权利要求1或2所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，所述耐烧蚀填料为气相二氧化硅、硅藻土、云母粉、低熔点玻璃粉、氧化锌、高岭土、硅微粉中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1或2所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，所述隔热填料为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、空心玻璃微球、空心酚醛微球、二氧化硅气凝胶中的一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1或2所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，所述维形填料为短切石英纤维、短切玻璃纤维、高硅氧纤维、莫来石纤维中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1或2所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、三氧化二锑、硼酸锌中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1或2所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，所述含氢硅油交联剂为侧氢含氢硅油、端氢含氢硅油、端侧氢含氢硅油中的一种或两种以上的组合。

9.根据权利要求1或2所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层，其特征在于，所述催化剂为铂金催化剂；

10.权利要求1～9任一项所述耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

技术总结
本发明属于涂层领域，具体涉及一种耐烧蚀硅树脂改性硅橡胶防热涂层及其制备方法。该涂层包括如下原料：80‑100份乙烯基硅油(硅橡胶)、20‑80份的乙烯基MQ硅树脂、20‑30份耐烧蚀填料、20‑30隔热填料、5‑15份维形填料、10‑30份阻燃剂、3‑5份含氢硅油交联剂、0.1‑1.0份催化剂、200‑300份稀释剂。乙烯基硅油与乙烯基MQ硅树脂形成的有机硅弹塑体具有较好的力学性能，还具有耐高温、耐烧蚀的特性，可用作固体火箭发动机用耐高温耐烧蚀防热涂层材料的基础聚合物。通过选用合适的固化剂及催化剂体系，搭配相关功能性填料，制备了耐长时间高剪切防热涂层，使其能够满足新一代飞行器的热防护需求。

技术研发人员：肖勇,向世平,陈海亚,黄赓乔,鲁明涛,王俊勋,熊风,张振燕,秦义
受保护的技术使用者：湖北航聚科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17