某新型消融防熱涂料制備技術研究

楊曉明 石宏圖

摘 要：本文所研制的新型消融防熱涂料是以酚醛環氧樹脂改性有機硅樹脂作為主體成膜物質，以低密度、低導熱材料作為主要隔熱填料。該防熱涂料的附著力達到一級水平，燒蝕性能好、導熱系數低，耐熱效果好。

關鍵詞：消融；防熱涂料；耐熱

引言

隨著先進戰術導彈武器在射程、飛行速度、命中精度和突防能力等綜合性能的提高，新型號戰術導彈飛行速度快，氣動加熱加劇，溫度急升，這會導致導彈整體結構強度下降和彈上設備元件在高溫環境下受到損壞，因此急需一種質量輕、導熱系數低和隔熱效果好的防熱涂料，本文通過材料共混改性，研制出一種密度低、導熱系數低、耐高溫且工藝實施性好的新型消融防熱涂料。

一、新型消融防熱涂料的制備

配方設計是決定防熱涂料各組份在其配方組成中的絕對數量和相對比例[1]。新型消融防熱涂料的配方則是采用酚醛環氧樹脂改性有機硅樹脂作為主體成膜物質，空心微珠、海泡石粉、納米二氧化硅、膨脹珍珠巖粉作為填料，X-7、X-12與丙酮則作為涂料的混合溶劑，固化劑為胺類固化劑。新型消融防熱涂料的制備主要包括稱量、預混、分散、砂磨、過濾及調漆過程[2]。

（1）稱量：按照一定的比例稱取原材料，并將主體樹脂、填料、溶劑分別裝入3個容器中；

（2）預混：用玻璃棒將樹脂、填料分別均勻混合；

（3）分散：將預混好的材料倒入分散機中，加入適量溶劑（溶劑總量的70%）高速分散30min（800r/min～1600r/min）；

（4）砂磨：將分散好的材料轉入砂磨機中，將剩余溶劑的一半倒入并加入適量的研磨介質氧化鋯珠，高速（1000r/min～2000r/min）研磨4h以上；

（5）過濾：將砂磨好的混合物用過濾網過濾，過濾時可加入適量的剩余溶劑清洗；

（6）調漆：向過濾好的涂料中加入剩余的溶劑，攪拌均勻。

通過以上步驟所得到的為新型消融防熱涂料甲組份，乙組份則為胺類固化劑，將甲組份與已組份按照一定的配比進行調配則得到新型消融防熱涂料。

二、新型消融防熱涂料的性能指標

新型消融防熱涂料的主要性能包括漆膜密度、柔韌性、附著力、沖擊強度、剪切強度、導熱系數、熱擴散系數、燒蝕性能以及耐高低溫性能等。其具體性能指標參數見表1所示：

新型消融防熱涂料的主要性能指標中的漆膜密度相對于傳統的防熱涂層密度（1.8g/cm3）密度降低了50%，對后期彈體結構件熱防護減重設計具有重要意義；導熱系數遠遠優于一般防熱涂料導熱系數（0.35W/（m·K）），可以應用于中高馬赫數戰術導彈的彈體熱防護，為未來戰術導彈熱防護提供技術保障。

圖1A是按GB/T1720-1988進行漆膜附著力測定，按圓滾線劃痕范圍內的漆膜完整程度進行評定，附著力達到1級；圖1B按 GB/T1732-1993進行漆膜沖擊強度測試，漆膜在50kg.cm沖擊下，沖擊處無裂紋，狀態良好。圖1C為漆膜干燥好的試件，該試件經在馬弗爐中高溫750℃，保溫5min后，得圖1D所示圖片，從圖D可見漆膜均勻炭化且無起泡、脫落現象，狀態良好。

三、結論

該新型消融防熱涂料密度低，滿足導彈彈體減重的要求；結合力強，滿足導彈飛行過程氣動沖刷的要求；導熱系數低，滿足中高馬赫數戰術導彈彈體熱防護要求；環境適應性強，滿足導彈存放及應用的環境要求；工藝性能優良，滿足導彈涂裝、施工工藝實施符合性的要求；相容配套性好，滿足導彈涂裝工程化應用的要求；且該涂料體系采用復合混合溶劑，涂料VOC的含量低，實現涂料的高固體份；新型消融防熱涂料的綜合性能指標優良，能夠滿足中高馬赫數戰術導彈熱防護的要求。

參考文獻

[1]沈春林 涂料配方手冊.北京：中國石化出版社，2000

[2]譚竹洲等 涂料工藝.北京：化學工業出版社，1997

（作者單位：1.貴州航天風華精密設備有限公司；2.中國人民解放軍駐3531廠軍事代表室）