某新型消融防热涂料制备技术研究

杨晓明 石宏图

摘 要：本文所研制的新型消融防热涂料是以酚醛环氧树脂改性有机硅树脂作为主体成膜物质，以低密度、低导热材料作为主要隔热填料。该防热涂料的附着力达到一级水平，烧蚀性能好、导热系数低，耐热效果好。

关键词：消融；防热涂料；耐热

引言

随着先进战术导弹武器在射程、飞行速度、命中精度和突防能力等综合性能的提高，新型号战术导弹飞行速度快，气动加热加剧，温度急升，这会导致导弹整体结构强度下降和弹上设备元件在高温环境下受到损坏，因此急需一种质量轻、导热系数低和隔热效果好的防热涂料，本文通过材料共混改性，研制出一种密度低、导热系数低、耐高温且工艺实施性好的新型消融防热涂料。

一、新型消融防热涂料的制备

配方设计是决定防热涂料各组份在其配方组成中的绝对数量和相对比例[1]。新型消融防热涂料的配方则是采用酚醛环氧树脂改性有机硅树脂作为主体成膜物质，空心微珠、海泡石粉、纳米二氧化硅、膨胀珍珠岩粉作为填料，X-7、X-12与丙酮则作为涂料的混合溶剂，固化剂为胺类固化剂。新型消融防热涂料的制备主要包括称量、预混、分散、砂磨、过滤及调漆过程[2]。

（1）称量：按照一定的比例称取原材料，并将主体树脂、填料、溶剂分别装入3个容器中；

（2）预混：用玻璃棒将树脂、填料分别均匀混合；

（3）分散：将预混好的材料倒入分散机中，加入适量溶剂（溶剂总量的70%）高速分散30min（800r/min～1600r/min）；

（4）砂磨：将分散好的材料转入砂磨机中，将剩余溶剂的一半倒入并加入适量的研磨介质氧化锆珠，高速（1000r/min～2000r/min）研磨4h以上；

（5）过滤：将砂磨好的混合物用过滤网过滤，过滤时可加入适量的剩余溶剂清洗；

（6）调漆：向过滤好的涂料中加入剩余的溶剂，搅拌均匀。

通过以上步骤所得到的为新型消融防热涂料甲组份，乙组份则为胺类固化剂，将甲组份与已组份按照一定的配比进行调配则得到新型消融防热涂料。

二、新型消融防热涂料的性能指标

新型消融防热涂料的主要性能包括漆膜密度、柔韧性、附着力、冲击强度、剪切强度、导热系数、热扩散系数、烧蚀性能以及耐高低温性能等。其具体性能指标参数见表1所示：

新型消融防热涂料的主要性能指标中的漆膜密度相对于传统的防热涂层密度（1.8g/cm3）密度降低了50%，对后期弹体结构件热防护减重设计具有重要意义；导热系数远远优于一般防热涂料导热系数（0.35W/（m·K）），可以应用于中高马赫数战术导弹的弹体热防护，为未来战术导弹热防护提供技术保障。

图1A是按GB/T1720-1988进行漆膜附着力测定，按圆滚线划痕范围内的漆膜完整程度进行评定，附着力达到1级；图1B按 GB/T1732-1993进行漆膜冲击强度测试，漆膜在50kg.cm冲击下，冲击处无裂纹，状态良好。图1C为漆膜干燥好的试件，该试件经在马弗炉中高温750℃，保温5min后，得图1D所示图片，从图D可见漆膜均匀炭化且无起泡、脱落现象，状态良好。

三、结论

该新型消融防热涂料密度低，满足导弹弹体减重的要求；结合力强，满足导弹飞行过程气动冲刷的要求；导热系数低，满足中高马赫数战术导弹弹体热防护要求；环境适应性强，满足导弹存放及应用的环境要求；工艺性能优良，满足导弹涂装、施工工艺实施符合性的要求；相容配套性好，满足导弹涂装工程化应用的要求；且该涂料体系采用复合混合溶剂，涂料VOC的含量低，实现涂料的高固体份；新型消融防热涂料的綜合性能指标优良，能够满足中高马赫数战术导弹热防护的要求。

参考文献

[1]沈春林 涂料配方手册.北京：中国石化出版社，2000

[2]谭竹洲等 涂料工艺.北京：化学工业出版社，1997

（作者单位：1.贵州航天风华精密设备有限公司；2.中国人民解放军驻3531厂军事代表室）