一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法与流程

本发明属于表面工程，特别涉及一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法。

背景技术：

1、有机硅材料由于其独特的有机-无机杂化结构，具有优异的耐高温性能，在热防护涂层领域得到了广泛的应用。基于热防护要求，军用设备、民用的输电设备等特种装备外表面常需大面积大厚度的涂敷硅橡胶体系的耐烧蚀防热涂层。然而，随着军用设备及特种装备制造业的发展，对耐烧蚀涂层提出了高绝缘性能的要求，这是由于军用设备和输电设备常因设备周围电压等特殊情况而存在强电场效应，而目前耐烧蚀防热涂层材料的绝缘性能普遍较差，易产生涂层电击穿的情况。目前国内军用硅橡胶类防热涂层应用较广泛的是航天材料及工艺研究所研制的tr-37系列、tr-42系列和tr-52系列防热层，以上涂层的耐烧蚀性能优异，可以满足设备热防护的要求，但是由于其树脂及填料匹配的问题，其击穿场强较低，击穿场强普遍在6kv/mm以下，难以满足现阶段对耐烧蚀涂层的绝缘性能要求，从而严重影响设备的可靠性。民用电缆等外表面常用的有机硅耐高温绝缘漆则添加填料较少，难以实现厚涂装，且具有耐烧蚀性能差、施工性能差等缺点，难以实现在耐烧蚀涂层领域的应用。

2、因此，亟需一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂层，通过适当的分子结构设计和填料组分调控，达到较为规整的涂层堆砌结构，以期兼顾耐烧蚀和高绝缘性的需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法，通过树脂基体组成设计优化，配方复配设计及优选，解决现有耐烧蚀防热涂层无法具有高绝缘性能的问题，实现高绝缘性和良好耐烧蚀性兼顾的防护效果。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、第一方面，一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料，包括如下质量份的原料：

4、

5、第二方面，一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂层，采用第一方面所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料制得。

6、第三方面，一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料的制备方法，包括：

7、将树脂基体、纳米级补强填料按照配比均匀分散，得到增强体1；

8、向增强体1中按照比例加入微米级增强填料，得到增强体2；

9、向增强体2中按照比例加入有机耐烧蚀填料，得到涂料a组分；

10、将涂料a组分和固化剂按比例混合均匀，加入稀释剂稀释后制得室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料。

11、第四方面，一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂层的制备方法，包括：

12、将室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料喷涂于打磨后的基材表面，常温固化72h以上或常温固化12～24h，60～80℃加热固化10h以上，制得涂层。

13、根据本发明提供的一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法，具有以下有益效果：

14、(1)本发明提供的一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法，通过设计和制备具有规则堆砌分子结构和较大空间位阻的室温固化苯基加成型硅橡胶作为主要成膜物，通过苯环机构调节聚合物链堆积行为，进一步降低了分子间的自由体积，提升了基体成膜物被击穿的阈值，大大提升了硅橡胶自身的绝缘性；

15、(2)本发明提供的一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法，通过添加有机表面改性的纳米级增强填料和微米级增强填料，提升了填料与基体之间的界面结合力，降低因填料的引入带来的空间缺陷，兼顾了涂层的耐烧蚀性能和高绝缘性；

16、(3)本发明提供的一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法，通过添加与苯基硅橡胶的苯环(带﹣电)具有静电吸引作用的有机组元芳纶、聚醚酰亚胺等粉末填料(苯环带+电)，进一步提升涂层的耐烧蚀性能，同时由于硅橡胶上苯环和有机组元的苯环的带电性相反，致使二者之间可以有效的堆砌，减少了缺陷结构的产生，击穿场强高达15kv/mm以上；

17、(4)本发明提供的一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法，涂层耐烧蚀性能优异，5.0mm涂层可通过最高370kw/m2的风洞实验考核，背温≤180℃，涂层无剥落；制备工艺简单，涂料固体含量≥70％且可实现室温固化，施工方便，可刷涂、喷涂、辊涂、浸渍等方法进行大面积施工。

技术特征：

1.一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料，其特征在于，包括如下质量份的原料：

2.根据权利要求1所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料，其特征在于，所述树脂基体为苯基加成型有机硅树脂，包括0～20％的分子量为7000-10000的双官能度苯基乙烯基硅油、40％～60％的分子量为1000-1500的多官能度苯基乙烯基硅树脂、20％～40％的分子量为200-400的双官能度苯基含氢硅油、0.5％～2％附着力促进剂和0.1％～1.0％的抑制剂。

3.根据权利要求2所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料，其特征在于，所述附着力促进剂选自pr1200、tego addbond ltw或tackifier adhesion promotersk-z04、kh560中的至少一种；和/或

4.根据权利要求1所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料，其特征在于，所述纳米级补强填料为表面疏水改性的白炭黑，改性剂为六甲基二硅氮烷。

5.根据权利要求1所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料，其特征在于，所述微米级增强填料为高硅氧纤维或石英纤维等硅基无机纤维的至少一种，表面采用kh570、kh560或kh550中的一种改性。

6.根据权利要求1所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料，其特征在于，所述有机耐烧蚀填料为苯环呈电正性的芳纶或聚醚酰亚胺粉末填料。

7.根据权利要求1所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料，其特征在于，所述固化剂为铂金催化剂，其铂含量3000ppm～6000ppm。

8.一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂层，其特征在于，采用权利要求1至7之一所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料制得。

9.一种权利要求1至7之一所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料的制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求8所述的室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂层的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种室温固化型高绝缘耐烧蚀防热涂料、涂层及其制备方法，包括如下质量份的原料：树脂基体100份；纳米级补强填料15～30份；微米级增强填料10～20份；有机耐烧蚀填料20～35份；固化剂2～5份；树脂基体为苯基加成型有机硅树脂，纳米级补强填料为表面疏水改性的白炭黑，微米级增强填料为偶联剂改性硅基无机纤维；有机耐烧蚀填料为苯环呈电正性的芳纶或聚醚酰亚胺粉末填料。本发明通过适当的分子结构设计和填料组分调控，达到较为规整的涂层堆砌结构，解决现有耐烧蚀防热涂层无法具有高绝缘性能的问题。

技术研发人员：李婷,贺晨,叶辉,陈曦,高超,王国栋,闫雪,李博乾,王奥,孟凡辉,刘健柠,曾一兵,王俊山
受保护的技术使用者：航天材料及工艺研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22