本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料及其制備方法，屬于功能涂層領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)力不斷增強(qiáng)，導(dǎo)彈發(fā)射裝置與導(dǎo)彈發(fā)射技術(shù)日益改進(jìn)，新型導(dǎo)彈武器的綜合性能有了顯著提高，實(shí)現(xiàn)快速機(jī)動(dòng)、精確打擊成為了導(dǎo)彈武器的共同目標(biāo)。伴隨導(dǎo)彈發(fā)射裝置的改型，導(dǎo)彈熱發(fā)射時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的高溫燃?xì)?，以美?guó)標(biāo)準(zhǔn)艦空導(dǎo)彈為例，燃?xì)饬鳒囟瓤筛哌_(dá)2400K，同時(shí)伴隨著高速的燃?xì)鉀_刷。傳統(tǒng)的防熱涂層以酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等為基體樹(shù)脂，依靠添加低密度填料(軟木粉、空心玻璃微球等)或耐高溫填料(氧化鋁、氧化鋯、陶瓷粉等)來(lái)實(shí)現(xiàn)涂層的防隔熱性能，產(chǎn)品綜合性能較差，且涂層較厚，燒蝕后強(qiáng)度低，經(jīng)過(guò)燃?xì)鉀_刷燒蝕后，涂層減薄、碳化嚴(yán)重，難以實(shí)現(xiàn)多次使用的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料，該涂料所形成的涂層結(jié)合強(qiáng)度高，能耐1500℃以上瞬時(shí)高溫，經(jīng)受導(dǎo)彈發(fā)射多次沖刷后具備可修補(bǔ)性，同時(shí)具有優(yōu)異的阻燃效果，可有效保護(hù)發(fā)射裝置受到燒蝕損傷，并具有較高的強(qiáng)度。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料的制備方法。

本發(fā)明的上述目的主要是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料，包括下列質(zhì)量份數(shù)的組份：

耐高溫樹(shù)脂40～60份 耐燒蝕填料20～40份 阻燃填料5～15份

增強(qiáng)纖維15～35份 助劑0.5～2份 溶劑10～40份

其中：耐高溫樹(shù)脂為苯酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、鄰甲酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、含溴環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或組合；或者苯酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、鄰甲酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、含溴環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或組合，與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的組合。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料中，所述的耐高溫樹(shù)脂為苯酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂與含溴環(huán)氧樹(shù)脂的組合，二者的質(zhì)量比2:1～3.5:1。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料中，所述的耐燒蝕填料為電熔氧化鋯、α-氧化鋁、氧化鎂、鋇酚醛、氣相二氧化硅、氧化鐵紅、石英粉、云母粉、三氧化二鉻或氧化鋅中的一種或組合。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料中，所述的耐燒蝕填料為電熔氧化鋯和α-氧化鋁的混合物，二者的質(zhì)量比為1:1～1:3。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料中，所述的阻燃填料為氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、三氧化二銻、水滑石、蒙脫土或硅藻土中的一種或組合。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料中，所述的阻燃填料為三氧化二銻與硼酸鋅的混合物，二者的質(zhì)量比1:1～3:1。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料中，所述的增強(qiáng)纖維為短切碳纖維、高硅氧玻璃纖維、玄武巖纖維或莫來(lái)石纖維中的一種或組合；所述增強(qiáng)纖維長(zhǎng)度為3～7mm。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料中，所述的助劑為環(huán)氧樹(shù)脂用流平劑或防沉劑中的一種或組合；所述流平劑為改性丙烯酸酯共聚物，所述防沉劑為改性脲防沉劑。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料中，所述的溶劑為環(huán)己酮、乙酸丁酯、丁酮、丙酮或二甲苯中的一種或組合。

一種高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料的制備方法，具體步驟如下：

將耐高溫樹(shù)脂、耐燒蝕填料、阻燃填料、增強(qiáng)纖維、助劑和溶劑置于容器中并攪拌混合，在高速攪拌機(jī)下以240～480r/min攪拌60～120min，或者通過(guò)三輥磨先以輥距0.5～1mm研磨1～3遍后，再以0.05～0.1mm研磨3～5遍。

在上述高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料的制備方法中，在攪拌或研磨后的涂料中，加入聚酰胺固化劑20～30份，酚類固化劑促進(jìn)劑0.3～2份，攪拌均勻后，刮涂、輥涂或噴涂在器件表面。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：

(1)、本發(fā)明對(duì)涂料配方中的樹(shù)脂進(jìn)行了優(yōu)選，采用酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、含溴環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或組合，其中酚醛環(huán)氧樹(shù)脂燒蝕后形成高比例的碳化層，耐溫性和耐燒蝕性較傳統(tǒng)環(huán)氧樹(shù)脂明顯提高，含溴環(huán)氧樹(shù)脂引入了阻燃基團(tuán)，具有優(yōu)異的阻燃特性，有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂耐熱溫度高，本發(fā)明通過(guò)樹(shù)脂改性或復(fù)配可以顯著改善傳統(tǒng)樹(shù)脂綜合性能的不足，使得制備的涂層具有優(yōu)異的綜合性能；

(2)、本發(fā)明在在耐高溫填料中添加增強(qiáng)纖維及阻燃填料，賦予了涂層更高的結(jié)合強(qiáng)度和阻燃性，顯著提高了涂層綜合性能；

(3)、本發(fā)明通過(guò)優(yōu)選改性樹(shù)脂來(lái)提高基體燒蝕后的殘?zhí)柯驶蛞胱枞蓟鶊F(tuán)，改善傳統(tǒng)樹(shù)脂的耐燒蝕特性，并且在耐高溫填料的基礎(chǔ)上增加阻燃填料，進(jìn)一步提升耐沖刷燒蝕性能，改善樹(shù)脂燒蝕后大塊脫落或中空的問(wèn)題；

(4)、本發(fā)明涂料制備的涂層能夠經(jīng)受多次導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)的短時(shí)燃?xì)鉀_刷，具備可修補(bǔ)性，大大降低了維護(hù)成本，所制備的涂層已成功應(yīng)用于導(dǎo)彈發(fā)射裝置發(fā)射箱蓋及產(chǎn)氣裝置等部位。

(5)、本發(fā)明通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)涂料的組成和配比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，制備的涂料所形成的涂層結(jié)合強(qiáng)度高，能耐1500℃以上瞬時(shí)高溫，經(jīng)受導(dǎo)彈發(fā)射多次沖刷后具備可修補(bǔ)性，同時(shí)具有更加優(yōu)異的阻燃效果，可有效保護(hù)發(fā)射裝置受到燒蝕損傷，并具有較高的強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

本發(fā)明高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料，包括下列質(zhì)量份數(shù)的組份：

耐高溫樹(shù)脂40～60份 耐燒蝕填料20～40份 阻燃填料5～15份

增強(qiáng)纖維15～35份 助劑0.5～2份 溶劑10～40份

其中：耐高溫樹(shù)脂為苯酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、鄰甲酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、含溴環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或組合；或者苯酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、鄰甲酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、含溴環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或組合，與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的組合。

優(yōu)選耐高溫樹(shù)脂為苯酚型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂與含溴環(huán)氧樹(shù)脂的組合，二者的質(zhì)量比2:1～3.5:1。

耐燒蝕填料為電熔氧化鋯、α-氧化鋁、氧化鎂、鋇酚醛、氣相二氧化硅、氧化鐵紅、石英粉、云母粉、三氧化二鉻或氧化鋅中的一種或組合。

優(yōu)選耐燒蝕填料為電熔氧化鋯和α-氧化鋁的混合物，二者的質(zhì)量比為1:1～1:3，也可以是其他的混合物，可以參照實(shí)施例。

阻燃填料為氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、三氧化二銻、水滑石、蒙脫土或硅藻土中的一種或組合。

優(yōu)選阻燃填料為三氧化二銻與硼酸鋅的混合物，二者的質(zhì)量比1:1～3:1。也可以是其他的混合物，可以參照實(shí)施例。

增強(qiáng)纖維為短切碳纖維、高硅氧玻璃纖維、玄武巖纖維或莫來(lái)石纖維中的一種或組合；增強(qiáng)纖維長(zhǎng)度為3～7mm。

助劑為環(huán)氧樹(shù)脂用流平劑或防沉劑中的一種或組合；所述流平劑為改性丙烯酸酯共聚物，所述防沉劑為改性脲防沉劑。

溶劑為環(huán)己酮、乙酸丁酯、丁酮、丙酮或二甲苯中的一種或組合。

本發(fā)明高強(qiáng)度阻燃耐燒蝕涂料的制備方法，具體步驟如下：

按配方稱取耐高溫樹(shù)脂、耐燒蝕填料、阻燃填料、增強(qiáng)纖維、助劑和溶劑于配料缸中，用尼龍棒攪拌預(yù)混后，在高速攪拌機(jī)下以240～480r/min攪拌60～120min，或者通過(guò)三輥磨先以輥距0.5～1mm研磨1～3遍后，再以0.05～0.1mm研磨3～5遍。

本發(fā)明涂料的使用方法為：按配方制備的的涂料中，加入聚酰胺固化劑20～30份，酚類固化劑促進(jìn)劑0.3～2份，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，根?jù)施工方式加入適量溶劑調(diào)節(jié)粘度，刮涂、輥涂或噴涂在器件表面。

實(shí)施例1

(1)稱取鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹(shù)脂4.2kg、α-氧化鋁2kg、電熔氧化鋯1.5kg、三氧化二銻0.5kg、硼酸鋅0.2kg、高硅氧玻璃纖維2.5kg、BYK-410防沉劑0.06kg，二甲苯2kg用尼龍棒攪拌預(yù)混。

(2)將預(yù)混料在三輥磨上先以輥距0.5～1mm研磨2遍后，再以0.05～0.1mm研磨4遍制備涂料。

(3)加入聚酰胺固化劑2kg，DMP-30固化劑促進(jìn)劑0.03kg，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，按要求涂敷在器件表面?/p>

表1實(shí)施例1涂層性能

實(shí)施例2

(1)稱取苯酚酚醛環(huán)氧樹(shù)脂3kg、含溴環(huán)氧樹(shù)脂1kg、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂0.5kg，α-氧化鋁2kg、電熔氧化鋯1kg、云母粉0.5kg、水滑石0.4kg、氫氧化鋁0.2kg、玄武巖纖維2kg、短切碳纖維0.3kg、Levelol839流平劑0.03kg、BYK-410改性脲防沉劑0.04kg，二甲苯1kg、乙酸丁酯1kg，用尼龍棒攪拌預(yù)混。

(2)將預(yù)混料在三輥磨上先以輥距0.5～1mm研磨2遍后，再以0.05～0.1mm研磨4遍制備涂料。

(3)加入聚酰胺固化劑2.2kg，DMP-30固化劑促進(jìn)劑0.04kg，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，按要求涂敷在器件表面?/p>

表2實(shí)施例2涂層性能

實(shí)施例3

(1)稱取苯酚酚醛環(huán)氧樹(shù)脂2.8kg、含溴環(huán)氧樹(shù)脂1kg、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂1kg、α-氧化鋁2kg、電熔氧化鋯1kg、石英粉0.5kg、氧化鐵紅0.2kg、三氧化二銻0.3kg、硼酸鋅0.2kg、高硅氧玻璃纖維2kg、莫來(lái)石纖維0.5kg、BYK-410防沉劑0.06kg、二甲苯0.5kg、丙酮0.3kg、乙酸丁酯1kg，用尼龍棒攪拌預(yù)混。

(2)將預(yù)混料在高速分散機(jī)以400r/min分散120min。

(3)加入聚酰胺固化劑2.4kg，DMP-30固化劑促進(jìn)劑0.06kg，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，根?jù)需要涂敷在器件表面。

表3實(shí)施例3涂層性能

以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。