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消融隔熱涂料配方設(shè)計(jì)原則

時(shí)間：2020-04-30 作者：古道化學(xué) 點(diǎn)擊: 561 次

消融隔熱涂層應(yīng)該具有優(yōu)越耐高溫性能、良好的消融性能和阻隔熱傳遞的性能，在進(jìn)行配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)緊密結(jié)合消融隔熱涂層的作用機(jī)理和應(yīng)用環(huán)境來確定最優(yōu)化的涂料配方。作為消融隔熱涂層而言，不僅要具有良好的耐溫性能，更重要的是良好的消融、隔熱性能。涂層消融隔熱作用可分為三部分:一是涂層在燒蝕初期低溫可分解組分發(fā)生消融產(chǎn)生氣體小分子，帶走大量的熱;二是各組分分解殘留物之間發(fā)生高吸熱的化學(xué)反應(yīng);三是涂層形成低熱導(dǎo)率炭化層阻隔熱的傳遞。

研制的以環(huán)氧有機(jī)硅樹脂為基料樹脂，配以低溫消融填料、耐高溫填料以及助劑等，制備的消融隔熱涂層，經(jīng)過模擬試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用，在很高溫度(火焰、氣動(dòng)等)的作用下，試驗(yàn)前期涂層隔熱效果非常明顯，例如，乙炔-氧火焰溫度1400℃，涂層厚度3.0mm，在15～20s以內(nèi)樣板背面的溫度基本不會(huì)升高;在20～45s時(shí)間段，樣板背面溫度緩慢升高，呈加速升溫狀態(tài)，升溫速度大概為0.5～2.0℃/s，在25s內(nèi)升溫幅度在25～35℃;45s后樣板背面溫度穩(wěn)定快速升高，特別是在60s后，溫度急速升高，樣板背面升溫幅度可達(dá)80℃以上，即考慮環(huán)境溫度樣板背面可達(dá)到100℃以上。

所以我們認(rèn)為，涂層消融隔熱性能是至關(guān)重要的，特別是對(duì)于導(dǎo)彈、火箭等發(fā)射時(shí)，較短時(shí)間幾秒到幾十秒內(nèi)，對(duì)裝置防隔熱保護(hù)非常重要。

消融隔熱涂料在配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則。

1.基料樹脂應(yīng)具有良好的耐高溫、耐燒蝕性能，以及良好的力學(xué)性能和防護(hù)性能;
2.填料在消融隔熱涂層中起到無可替代的作用，為了滿足涂層隔熱、燒蝕性能，應(yīng)是多種填料配合使用，在不同溫度段發(fā)揮各自的作用；
3.在涂料配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該特別重視添加劑的選擇、利用，適當(dāng)?shù)奶砑觿┛梢燥@著改善涂料及涂層的性能。
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