一种有机硅反射隔热结构的制作方法

本发明涉及热防护技术领域，具体涉及一种有机硅反射隔热结构。

背景技术：

在一些工业及生活应用场景之中，特别在一些极端温度的环境当中，需要提供相应的热防护。现有技术所提供的隔热防护材料存在防护结构重量过重、发硬、贮存期短、防热效果差的缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种有机硅反射隔热结构。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种有机硅反射隔热结构，依序覆合有：

金属反射结构层；

无机纤维织物层，所述无机纤维织物层为陶瓷无机纤维层；

隔热阻燃涂层以及柔性纤维毡布层；

所述隔热阻燃涂层为以改性有机硅树脂为骨架，通过石英纤维进行补强的隔热阻燃涂层。

在本发明的一个优选实施例中，所述金属反射结构层为铝材质的反射膜。

在本发明的一个优选实施例中，所述柔性纤维为玻璃纤维。

在本发明的一个优选实施例中，所述有机硅反射隔热结构的各层之间的厚度比例为0.27：0.2：1.2-1.5：1.4。

在本发明的一个优选实施例中，所述改性有机硅树脂有如下方式制备而得：

复合硅橡胶基成膜物质的制备步骤：

在甲苯溶液中加入甲基乙烯基硅橡胶和甲基封端苯基硅橡胶后进行溶胀溶解，高速分散球磨后得复合硅橡胶基成膜物质，

铂催化体系制备步骤：

在甲苯溶液和铂系催化剂的混合溶液中加入所述复合硅橡胶基成膜物质后在反应釜当中混匀后脱水脱羧，过滤和减压精馏得所述改性有机硅树脂；其中：

所述甲基乙烯基硅橡胶与甲基封端苯基硅橡胶之间的质量比为1∶1～1.5；铂系催化剂的用量相对于改性有机硅树脂以铂金属量计一般添加100～2000ppm。

在本发明的一个优选实施例中，所述改性有机硅树脂的有机基团当中，以甲基和苯基相比，所述苯基占甲基和苯基之和的20-60％。

有机基团中苯基含量越低，生成的漆膜越软，缩合越快，苯基含量越高，生成的漆膜越硬，越具有热塑性。苯基含量在20-60％之间，漆膜的抗弯曲性和耐热性最好。此外，引入苯基可以改进硅树脂与颜料的配伍性，也可改进硅树脂与其它有机硅树脂的配伍性以及硅树脂对各种基材的粘附力。

在本发明的一个优选实施例中，所述铂系催化剂由铂和氧化铝组成，所述铂系催化剂外观为白色圆柱体，外形尺寸为φ3(2.8∽3.5)mm，堆密度为1.0∽1.1kg/l，比表面为90∽130m²/g。

传统聚氨脂体系，需加入大量的阻燃剂，密度大，不耐高温。我公司采用铂系催化剂自阻燃体系，将无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性和阻燃与有机聚合物的韧性、加工性及介电性能综合在一起，大大减少无机阻燃剂的加入量，既确保防热材料的轻量化，又得到许多传统防热材料无法达到的优异性能。

本发明的有益效果在于：

本发明采用有机硅树脂体系而研制的有机硅反射隔热结构防热材料性能优异，部分指标甚至超过了国外同类产品，技术水平达国际先进。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明在经68秒的128kw/m2热流试验条件下应用效果示意图。

图3为本发明经35秒280kw/m2热流、再经瞬时400峰值热流条件下应用效果示意图。

图4为本发明在经21秒284kw/m²热流、再经15秒466峰值热流条件下应用效果示意图。

图5为本发明在作用时间为98秒热流50kw/m²的测试温度曲线。

图6为本发明在作用时间为68秒热流128kw/m²的测试温度曲线。

图7为本发明在经35秒280kw/m²热流、再经瞬时400kw/m²峰值超限热流试验后测试的温升曲线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本方案采用柔性玻璃纤维(1.4mm厚)作最里层的柔性纤维毡布层，石英纤维布补强改性有机硅树脂做(1.2-1.5mm厚)第二层的隔热阻燃涂层，低导热系数陶瓷纤维布做(0.2mm厚)的第三层的无机纤维织物层，最外层为铝膜反射层(0.27mm厚)，详见图1。

改性有机硅树脂有如下方式制备而得：

复合硅橡胶基成膜物质的制备步骤：

在甲苯溶液中加入甲基乙烯基硅橡胶和甲基封端苯基硅橡胶后进行溶胀溶解，高速分散球磨后得复合硅橡胶基成膜物质，

铂催化体系制备步骤：

在甲苯溶液和铂系催化剂的混合溶液中加入所述复合硅橡胶基成膜物质后在反应釜当中混匀后脱水脱羧，过滤和减压精馏得所述改性有机硅树脂；其中：

所述甲基乙烯基硅橡胶与甲基封端苯基硅橡胶之间的质量比为1∶1～1.5；铂系催化剂的用量相对于改性有机硅树脂以铂金属量计一般添加100～2000ppm。

在改性有机硅树脂的有机基团当中，以甲基和苯基相比，所述苯基占甲基和苯基之和的20-60％，尤其是30-50％，最后为40.5％。

本发明的样品(1.4mm隔热阻燃涂层、总厚度2.6mm)在经68秒的128kw/m²热流试验下的效果如图2所示，改性有机硅涂层具有非常优秀的耐热烧蚀性，在128kw/m²热流作用下几乎没有变化。

对本发明的样品施以更高的热流以考察其在苛刻的超限热流条件下的耐热烧蚀性与隔热性的效果见图3、4。

图5为1.4mm涂层，总厚度在2.6mm的实施例在作用时间为98秒热流50kw/m2的测试温度曲线。

图6为1.4mm涂层，总厚度在2.6mm的实施例在作用时间为68秒热流128kw/m²的测试温度曲线。

本发明的隔热原理为烧蚀后的硅橡胶基绝热材料依次形成了原始层、热层、陶瓷层和烧蚀表层四层结构，陶瓷层厚度较大和组成致密的绝热材料具有较好的耐烧蚀性能。

图7为1.4mm涂层、总厚度2.6mm的实施例在经35秒280kw/m2热流、再经瞬时400kw/m2峰值超限热流试验后测试的温升曲线。

表1为本发明的力学性能测试表。

表2为本发明的其他性能测试表。

通过对比，有机硅体系在耐高温、耐候性、柔软度、结实、环保等方面显著优于现有的聚氨酯体系产品。如常温韧性和低温韧性。有机硅体系试样不开裂、不起泡、不脱落；邵氏硬度，聚氨酯基试样58.5，有机硅体系37.8；拉伸强度，聚氨酯基试样纵向18.6mpa、横向15.7mpa，有机硅体系纵向22.1mpa、横向20.6mpa；密度，聚氨酯基试样1.46g/m3，有机硅体系1.28g/m3等。由此可见：本研究采用有机硅树脂体系而研制的有机硅反射隔热结构防热材料性能优异，部分指标甚至超过了国外同类产品，技术水平达国际先进。