CN109486412A - 一种低吸收低发射热控涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热控涂层，特别是涉及一种低吸收低发射热控涂层及其制备方法，属于航天器表面及内部温度的控制技术领域。本发明公开了一种低吸收低发射热控涂层及其制备方法，该涂层以大尺寸的片状铝粉为低吸收低发射填料，以断裂伸长率不低于80％左右的韧性甲基硅树脂作为涂层成膜物，通过控制涂层喷涂工艺，实现片状铝粉在涂层中定向排布，降低涂层吸收率和发射率，涂层吸收率达到0.17，涂层发射率达到0.15，涂层耐温能力可达到450℃。

Description

一种低吸收低发射热控涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种热控涂层，特别是涉及一种低吸收低发射热控涂层及其制备方法，属于航天器表面及内部温度的控制技术领域。
背景技术
热控涂层通过改变航天器表面的吸收率和发射率，可以实现对航天器表面及内部温度的有效调控。热控涂层因其可靠性高、应用方便等优点，在航天器热控设计中得到了广泛应用。随着我国载人航天工程的不断发展，未来航天器在空间的飞行时间不断增加，飞行姿态更加复杂，在空间环境中面临的热控问题也更加复杂。航天器在空间中不受阳光照射时，其表面会向外辐射散热，为了有效控制航天器温度下降，需要航天器外部有一层低发射涂层，降低航天器内部热量的辐射散失。另外，航天器在空间飞行过程中，也会面临强太阳辐照加热的问题。因此，航天器外部涂层也需要在太阳光谱(200-2600nm)范围内的具有足够低的吸收率，降低航天器对太阳辐射的吸收，减少太阳辐射给航天器带来的热负荷。
现有技术中的涂层，不能够满足航天器对自身温度的有效控制。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种低吸收低发射热控涂层及其制备方法，该低吸收低发射热控涂层制备工艺简单，耐高温、综合性能优异，可用于航天器外表面，提高其空间热控能力，也可以用于航天器内部，减少航天器内部高温表面向其他部位的辐射传热，同时在民用领域也有着潜在的广泛应用前景。
本发明的技术解决方案是：
一种低吸收低发射热控涂层，该热控涂层包括填料和成膜物；以热控涂层的总质量为100％计算，填料的质量百分含量为50％～80％，成膜物的质量百分含量为20％～50％；
所述的填料为片状铝粉；
所述的成膜物为韧性甲基硅树脂；
所述的片状铝粉的包络最小尺寸≥20μm；
所述的韧性甲基硅树脂的断裂伸长率≥80％；
所述的热控涂层的厚度为50～100μm。
一种低吸收低发射热控涂层的制备方法，该方法的步骤包括：将片状铝粉、韧性甲基硅树脂和有机溶剂进行搅拌混合均匀后得到热控涂料，然后将热控涂料采用空气喷涂工艺在基材表面连续喷涂得到低吸收低辐射热控涂层，控涂层的厚度为50～100μm。
所述的有机溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯或其混合物；
片状铝粉、韧性甲基硅树脂和有机溶剂混合后的混合物中，有机溶剂的质量含量为50％-80％。
本发明的有效效果是：
(1)本发明的低吸收低发射热控涂层具有制备工艺简单、耐高温、吸收率和发射率低等优点，其涂层吸收率可达到0.17，涂层发射率可达到0.15，涂层耐温能力可达到450℃；同时该低吸收低发射热控涂层制备方法具有工艺简单、耐高温、通用性好等优点，可用于航天器外表面，提高其空间热控能力，也可以用于航天器内部，减少航天器内部高温表面向其他部位的辐射传热以及低温表面的吸热，同时在民用领域也有着潜在的广泛应用前景。
(2)本发明公开了一种低吸收低发射热控涂层及其制备方法，该涂层以大尺寸的片状铝粉为低吸收低发射填料，以断裂伸长率不低于80％左右的韧性甲基硅树脂作为涂层成膜物，通过控制涂层喷涂工艺，实现片状铝粉在涂层中定向排布，降低涂层吸收率和发射率，涂层吸收率达到0.17，涂层发射率达到0.15，涂层耐温能力可达到450℃。
(3)本发明的低吸收低发射热控涂层制备工艺简单，性能优异，可用于航天器外表面，提高其空间热控能力，也可以用于航天器内部，减少航天器内部高温表面向其他部位的辐射传热以及低温表面的吸热，同时在民用领域也有着潜在的广泛应用。本发明介绍的一种低吸收低发射热控涂层以大尺寸的片状铝粉为低吸收低发射填料，以断裂伸长率100％左右的韧性甲基硅树脂作为涂层成膜物，通过控制涂层喷涂工艺，实现片状铝粉在涂层中定向排布，降低涂层吸收率和发射率，涂层吸收率可达到0.17，涂层发射率可达到0.15，涂层耐温能力可达到450℃。该低吸收低发射热控涂层制备工艺简单，性能优异，可用于航天器外表面，提高其空间热控能力，也可以用于航天器内部，减少航天器内部高温表面向其他部位的辐射传热以及低温表面的吸热，同时在民用领域也有着潜在的广泛应用前景。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
一种低吸收低发射热控涂层，该热控涂层包括填料和成膜物；以热控涂层的总质量为100％计算，填料的质量百分含量为50％～80％，成膜物的质量百分含量为20％～50％；
所述的填料为片状铝粉；
所述的成膜物为韧性甲基硅树脂；
所述的片状铝粉的包络最小尺寸≥20μm；
所述的韧性甲基硅树脂的断裂伸长率≥80％；
所述的热控涂层的厚度为50～100μm。
如图1所示，一种低吸收低发射热控涂层的制备方法，该方法的步骤包括：将片状铝粉、韧性甲基硅树脂和有机溶剂进行搅拌混合均匀后得到热控涂料，然后将热控涂料采用空气喷涂工艺在基材表面连续喷涂得到低吸收低辐射热控涂层，控涂层的厚度为50～100μm。
所述的有机溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯或其混合物；
片状铝粉、韧性甲基硅树脂和有机溶剂混合后的混合物中，有机溶剂的质量含量为50％-80％。
实施例1
首先，制备低吸收低发射热控涂料，其原料配比为：大尺寸片状铝粉20g，韧性甲基硅树脂20g，乙酸丁酯40g，充分搅拌混合均匀。
然后，采用空气喷涂工艺连续喷涂至涂层所需厚度范围。
最后，将涂层室温固化≥24h。
该低吸收低发射热控涂层的吸收率0.20(在太阳光谱200-2600nm范围内)，发射率0.21，涂层厚度60μm，涂层耐温能力达到450℃(10h)即在450℃的条件下持续10h，涂层无开裂剥落等现象。
实施例2
首先，制备低吸收低发射热控涂料，其原料配比为：大尺寸片状铝粉25g，韧性甲基硅树脂10g，乙酸丁酯40g，乙酸乙酯10g，充分搅拌混合均匀。
然后，采用空气喷涂工艺连续喷涂至涂层所需厚度范围。
最后，将涂层室温固化≥24h。
该低吸收低发射热控涂层的吸收率0.18(在太阳光谱200-2600nm范围内)，发射率0.16，涂层厚度90μm，涂层耐温能力达到450℃(10h)。
实施例3
首先，制备低吸收低发射热控涂料，其原料配比为：大尺寸片状铝粉30g，韧性甲基硅树脂10g，乙酸丁酯100g，乙酸乙酯60g，充分搅拌混合均匀。
然后，采用空气喷涂工艺连续喷涂至涂层所需厚度范围。
最后，将涂层室温固化≥24h。
该低吸收低发射热控涂层的吸收率0.17(在太阳光谱200-2600nm范围内)，发射率0.15，涂层厚度80μm，涂层耐温能力达到450℃(10h)。
实施例4
首先，制备低吸收低发射热控涂料，其原料配比为：大尺寸片状铝粉40g，韧性甲基硅树脂10g，乙酸丁酯60g，乙酸乙酯20g，充分搅拌混合均匀。
然后，采用空气喷涂工艺连续喷涂至涂层所需厚度范围。
最后，将涂层室温固化≥24h。
该低吸收低发射热控涂层的吸收率0.18(在太阳光谱200-2600nm范围内)，发射率0.15，涂层厚度100μm，涂层耐温能力达到450℃(10h)。
实施例5
首先，制备低吸收低发射热控涂料，其原料配比为：大尺寸片状铝粉20g，韧性甲基硅树脂10g，乙酸丁酯60g，充分搅拌混合均匀。
然后，采用空气喷涂工艺连续喷涂至涂层所需厚度范围。
最后，将涂层室温固化≥24h。
该低吸收低发射热控涂层的吸收率0.18(在太阳光谱200-2600nm范围内)，发射率0.17，涂层厚度50μm，涂层耐温能力达到450℃(10h)。
本发明并不局限于上述实施例，很多细节的变化是可能的，但并不因此违背本发明的范围和精神。

Claims (10)

1.一种低吸收低发射热控涂层，其特征在于：该热控涂层包括填料和成膜物；所述的填料为片状铝粉；所述的成膜物为韧性甲基硅树脂。
2.根据权利要求1所述的一种低吸收低发射热控涂层，其特征在于：所述的片状铝粉的包络最小尺寸≥20μm。
3.根据权利要求1所述的一种低吸收低发射热控涂层，其特征在于：所述的韧性甲基硅树脂的断裂伸长率≥80％。
4.根据权利要求1所述的一种低吸收低发射热控涂层，其特征在于：所述的热控涂层的厚度为50～100μm。
5.根据权利要求1所述的一种低吸收低发射热控涂层，其特征在于：以热控涂层的总质量为100％计算，填料的质量百分含量为50％～80％，成膜物的质量百分含量为20％～50％。
6.一种低吸收低发射热控涂层的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：将片状铝粉、韧性甲基硅树脂和有机溶剂进行搅拌混合均匀，喷涂在基材表面，得到低吸收低发射热控涂层。
7.根据权利要求6所述的一种低吸收低发射热控涂层的制备方法，其特征在于：喷涂时采用空气喷涂工艺。
8.根据权利要求6所述的一种低吸收低发射热控涂层的制备方法，其特征在于：热控涂层的厚度为50～100μm。
9.根据权利要求6所述的一种低吸收低发射热控涂层的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯或其混合物。
10.根据权利要求6所述的一种低吸收低发射热控涂层的制备方法，其特征在于：片状铝粉、韧性甲基硅树脂和有机溶剂混合后的混合物中，有机溶剂的质量含量为50％-80％。
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