CN116004048A - 用于耐热性涂料的氧化锆填料及含有该填料的耐热涂料 - Google Patents
用于耐热性涂料的氧化锆填料及含有该填料的耐热涂料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及氧化锆材料技术领域，具体公开了一种用于耐热性涂料的氧化锆填料及含有该填料的耐热涂料。其制备方法包括以下步骤：S1、掺铒氧化锆粉体的制备：将锆盐和铒盐混合并加入水，得到反应液；将反应液水热反应，得到悬浮液；将悬浮液离心分离得到固体粉末，用水离心洗涤得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末与乙醇混合，分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末干燥得到掺铒氧化锆粉体；S2：将掺铒氧化锆粉体置于900～1000℃下煅烧1～4h，得到用于耐热性涂料的掺铒氧化锆填料。本申请的掺铒氧化锆颗粒作为填料制得的涂料，具有1000℃超高的耐热性能，能够作为涂层应用于航空领域的飞行器上。
Description
技术领域
本发明涉及氧化锆材料技术领域，具体公开了一种用于耐热性涂料的氧化锆填料及含有该填料的耐热涂料。
背景技术
耐热涂料在各个领域中均有广泛应用，多应用于作为航空涂料。航空涂料按照使用部位，可分为发动机涂料、零部件涂料、舱室涂料、蒙皮涂料以及其他特殊专用涂料，
不同类型的航空涂料，对于耐高温的要求不同，根据不同的耐高温需求，会在涂料中添加铝粉、陶瓷粉、氧化锆等耐热填料，以提高涂料的耐高温上限，目前，国内的耐高温涂料普遍只能做到耐700～800℃高温，极少能够达到1000℃的超高温耐热水平。
随着国防工业的快速发展，飞行器的飞行速度不断提高，在高速飞行的同时，飞行器与气流摩擦产生高温，严重影响了飞行器表面的耐热性，从而威胁飞行安全，因此，亟需开发有效的耐热涂料用于飞行器表面的保护。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于耐热性涂料的氧化锆填料的制备方法。
本发明公开了用于耐热性涂料的氧化锆填料及含有该填料的耐热涂料，采用如下的技术方案：
一方面，本申请公开一种用于耐热性涂料的氧化锆填料，其制备方法包括以下步骤：
S1、掺铒氧化锆粉体的制备：
S1.1、将锆盐和铒盐按照摩尔比1：0.05～0.3混合形成金属盐，并按金属盐和水的质量体积比为1：10～100(g：mL)，往金属盐中加入水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；
S1.2、调节反应液的pH值至8-11，将反应液置于100～160℃下水热反应6～24h，得到悬浮液；
S1.3、将悬浮液离心分离得到固体粉末，用水离心洗涤固体粉末至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；
S1.4、将初次洗涤的固体粉末与乙醇混合，搅拌12h以上，收集分离得到二次洗涤的固体粉末；
S1.5、将二次洗涤的固体粉末置于60～120℃下真空干燥12～24h，得到掺铒氧化锆粉体；
S2：将掺铒氧化锆粉体置于900～1000℃下煅烧1～4h，得到用于耐热性涂料的掺铒氧化锆填料。
优选地，所述锆盐为五水硝酸锆、四氯化锆和八水氧氯化锆的一种或几种。
优选地，所述铒盐为六水合氯化铒、八水合硫酸铒和六水合硝酸铒的一种或几种。
优选地，按初次洗涤的固体粉末与乙醇的质量体积比为1：10～100，往初次洗涤的固体粉末中加入乙醇，并在室温下搅拌24h以上，收集分离得到二次洗涤的固体粉末。
优选地，所述煅烧条件为：在950℃煅烧3h。
优选地，离心转速为4000～10000rpm，离心次数为3～6次，每次离心时间为5～30min。
优选地，所述用于调节pH值的溶液为氢氧化钠水溶液和氨水的一种或两种。
优选地，氢氧化钠水溶液的浓度为0.5～4mol/L。
另一方面，本申请公开一种超高温耐热涂料，按重量份计，其原料包括：所述的掺铒氧化锆填料5～30份、有机硅树脂30～60份、涂料分散剂0.2～2份、有机溶剂40～80份。
优选地，所述有机硅树脂为甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷的一种或几种。
优选地，所述涂料分散剂为LBD-1分散剂和LBCB-1分散剂的一种或几种。
优选地，所述有机溶剂为甲苯和二甲苯的一种或几种。
优选地，所述有机硅树脂为甲基三氯硅烷，所述涂料分散剂为LBD-1分散剂，所述有机溶剂为甲苯。
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
1.本发明以锆盐和铒盐为原料制备掺铒氧化锆，通过控制原料比例、水热反应条件、二次洗涤条件以及煅烧条件等制备参数，提供了最佳产品质量的掺铒氧化锆颗粒的制备方法，使制得的掺铒氧化锆颗粒填料具有优异的热稳定性，特别适用于作为超高温涂料的耐热填料进行应用。
2.本发明使用符合产品质量标准的掺铒氧化锆颗粒作为涂料填充材料，可有效提高基质表面的涂层致密性和基材的耐热性能，使得涂料的耐热上限突破了1000℃的超高温水平，作为飞行器表面的涂层应用，能够起到对飞行器基材的良好保护效果。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明。
1.掺铒氧化锆粉体的制备
实施例1
称取0.86g五水硝酸锆和0.055g六水合氯化铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在120℃下保温12h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例2
称取0.86g五水硝酸锆和0.09g六水合硝酸铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在120℃下保温12h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例3
称取0.65g八水氧氯化锆和0.09g六水合硝酸铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在120℃下保温12h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例4
称取0.65g八水氧氯化锆和0.055g六水合氯化铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在120℃下保温12h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例5
称取0.86g五水硝酸锆和0.055g六水合氯化铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用氨水调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在120℃下保温12h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例6
称取0.86g五水硝酸锆和0.09g六水合硝酸铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用氨水调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在120℃下保温12h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例7
称取0.65g八水氧氯化锆和0.09g六水合硝酸铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用氨水调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在120℃下保温12h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例8
称取0.65g八水氧氯化锆和0.055g六水合氯化铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用氨水调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在120℃下保温12h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例9
称取0.86g五水硝酸锆和0.055g六水合氯化铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在160℃下保温6h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例10
称取0.86g五水硝酸锆和0.09g六水合硝酸铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在160℃下保温6h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例11
称取0.65g八水氧氯化锆和0.09g六水合硝酸铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在160℃下保温6h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例12
称取0.65g八水氧氯化锆和0.055g六水合氯化铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用1mol/L氢氧化钠水溶液调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在160℃下保温6h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例13
称取0.86g五水硝酸锆和0.055g六水合氯化铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用氨水调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在160℃下保温6h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例14
称取0.86g五水硝酸锆和0.09g六水合硝酸铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用氨水调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在160℃下保温6h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例15
称取0.65g八水氧氯化锆和0.09g六水合硝酸铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用氨水调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在160℃下保温6h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
实施例16
称取0.65g八水氧氯化锆和0.055g六水合氯化铒于烧瓶中，并在烧瓶中加入50mL去离子水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；然后用氨水调节金属盐溶液的pH值至10，随后将反应液转移到水热反应釜中，在160℃下保温6h。水热反应结束后，得到悬浮液；将悬浮液在8000rpm转速下离心分离得到固体粉末，用去离子水离心洗涤固体粉末4次，至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；将初次洗涤的固体粉末置于烧瓶中，在其中加入50mL乙醇溶剂，并在室温下搅拌24h，然后离心分离得到二次洗涤的固体粉末；将二次洗涤的固体粉末在80℃下真空干燥12h，即得掺铒氧化锆粉体。
以上实施例制得的掺铒氧化锆粉体，在煅烧后均能够呈现出良好的耐热性能，能够作为超高温耐热涂料的原料使用。本申请以实施例9制得的掺铒氧化锆粉体为示例，进行如下掺铒氧化锆填料的制备。
2.掺铒氧化锆填料的制备：
实施例17
将2g掺铒氧化锆粉体置于坩埚中，并放在马弗炉中以900℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
实施例18
将2g掺铒氧化锆粉体置于坩埚中，并放在马弗炉中以950℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
实施例19
将2g掺铒氧化锆粉体置于坩埚中，并放在马弗炉中以1000℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
对比例1
其与实施例17的区别在于，以600℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
对比例2
其与实施例17的区别在于，以650℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
对比例3
其与实施例17的区别在于，以700℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
对比例4
其与实施例17的区别在于，以750℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
对比例5
其与实施例17的区别在于，以800℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
对比例6
其与实施例17的区别在于，以850℃煅烧3h后得到掺铒氧化锆填料颗粒。
本发明针对实施例17-19以及对比例1-6制得的掺铒氧化锆颗粒的松装密度、颗粒粒度的物理性能进行检测，以评判其产品质量。其中，松装密度采用GB/T 1479.1进行测试。
表1掺铒氧化锆填料颗粒的性能检测
由上表可知，按照以上方法制备掺铒氧化锆颗粒，其中，温度在900-1000℃时，松装密度>1.5g/cm3，且此时颗粒粒径均在合理范围内，两项指标均达到国标的要求。而温度在<900℃时，产品质量不佳。以上实验现象可归因于高温有利于晶粒细化，并且促使晶粒长大。由于松装密度随颗粒尺寸的减小、颗粒非球状系数的增大以及表面粗糙度的增加而减小，松装密度和颗粒粒径作为两项重要指标，彼此是相关的，是严格受制备条件影响的。本发明通过温度的对比，提出了最佳产品质量标准的掺铒氧化锆颗粒的制造方法，掺铒氧化锆颗粒作为耐热涂料的填料应用，具体实施例与检测结果如下。
3.超高温耐热涂料的制备
本申请涂料的原料至少包括掺铒氧化锆、有机硅树脂、涂料分散剂、有机溶剂，其中，有机硅树脂可以为甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷的一种或几种，涂料分散剂可以为LBD-1分散剂和LBCB-1分散剂的一种或几种，有机溶剂可以为甲苯和二甲苯的一种或几种，其中，以甲基三氯硅烷作为有机硅树脂、以LBD-1分散剂作为涂料分散剂、以甲苯作为有机溶剂制得的涂料涂布使用性能以及耐高温性能为最佳。
实施例17
将40质量份的甲基三氯硅烷、10质量份的上述实施例17中所制备掺铒氧化锆颗粒、2质量份的LBD-1分散剂、48质量份的甲苯充分搅拌均匀后所得乳浊液，即为所制备涂料。
实施例18
将40质量份的甲基三氯硅烷、10质量份的上述实施例18中所制备掺铒氧化锆颗粒、2质量份的LBD-1分散剂、48质量份的甲苯充分搅拌均匀后所得乳浊液，即为所制备涂料。
实施例19
将40质量份的甲基三氯硅烷、10质量份的上述实施例19中所制备掺铒氧化锆颗粒、2质量份的LBD-1分散剂、48质量份的甲苯充分搅拌均匀后所得乳浊液，即为所制备涂料。
本发明对以上实施例与对比例制得的涂料，涂于喷砂处理后的钛合金基材上，80℃烘干6h后，进行不同温度下的耐热性能测试，测试方法参照GB/T 1735—2009进行，性能检测结果见表2。
表2涂料的耐热性能检测
注：上述在不同温度下基质表面的现象：开裂、脱落(记为×)；未开裂、未脱落(记为√)。
基材表面的保护机理为：有机硅树脂会在基质表面形成高度交联的-Si-O-Si-立体网络结构，氧化锆填料具有很强的耐热性，尤其是掺入铒离子后，氧化锆的耐热性进一步提高，其在涂料中起到支撑骨架的作用，和有机硅树脂组份一起在基材表面形成致密的保护层。从上述结果可以看到，本发明所制备耐热性涂料在低于900℃时均能够表现出良好的基质保护效果，温度进一步升高时，表面有开裂和脱落现象，尤其是在测试温度为1100℃时，本发明所制备涂料对基材表面没有保护效果。
从上表也可以看出，使用产品质量不佳的氧化锆颗粒作为填料时，也会影响基质表面的保护效果。如在测试温度为1000℃时，使用600-850℃下煅烧的掺铒氧化锆颗粒作为填料制备的涂料在应用于基材表面防护时，表面会出现脱落和开裂现象，主要原因在于掺铒氧化锆颗粒的尺寸不均匀，松装密度较小时，其会影响所制备涂料的稳定性以及填料在涂料中的分散性，因而在用于基质表面的防护时，导致涂料与基质表面的结合不致密不均匀，出现鼓包现象，从而影响保护效果。因此，从表中可以看出，使用900-1000℃制备的掺铒氧化锆颗粒作为填料，由其制备的涂料稳定性好，且在低于1000℃时对基质表面均呈现良好的保护效果。
针对氧化锆颗粒填料的性能，我们在研究中发现，采用以铒盐作为稀土金属按1:0.05～0.3摩尔比掺加制备氧化锆，以100～160℃进行水热反应，并经过二次洗涤与60～120℃干燥、900～1000℃煅烧后，其呈现出的颗粒尺寸与松装密度具有理想的可控性，由于粉体晶胞的形成与成核速率以及晶粒的长大受上述条件的影响，若改变了稀土金属种类、掺加的摩尔比、水热条件、分离洗涤条件、煅烧参数等，则其性能变化差异大，难以得到最佳产品质量标准。经证实，由以上实施例1-16制得的掺铒氧化锆粉体，松装密度>1.5g/cm3即认为合格；颗粒粒度采用GB/T 1480进行测试，粒径+90μm≤5wt％，37-90μm≥90wt％，-37μm≤5wt％即认为合格，能够很好地应用于超高温耐热涂料中并呈现出优异的耐高温性能。
除此之外，我们在最佳产品质量标准方法中，获得了以往并未发现过的性能最佳的方法参数。在涂料接近1000℃的使用极限超高温时，每升温5～20℃都会发生较大差异的耐高温性能变化，当掺铒氧化锆颗粒的松装密度在1.55～1.65g/cm3，同时，颗粒粒度的粒径在+90μm的占比在2.5～3wt％时，其作为填料制得的涂料能够在超出1000℃极限温度后展现出较为突出的弱耐温表现，性能变化拐点的发现对于应用在航空领域的超高温耐热涂料有着非常重要的价值。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于耐热性涂料的氧化锆填料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
S1、掺铒氧化锆粉体的制备：
S1.1、将锆盐和铒盐按照摩尔比1：0.05～0.3混合形成金属盐，并按金属盐和水的质量体积比为1：10～100(g：mL)，往金属盐中加入水，搅拌至金属盐溶液完全溶解，得到反应液；
S1.2、调节反应液的pH值至8-11，将反应液置于100～160℃下水热反应6～24h，得到悬浮液；
S1.3、将悬浮液离心分离得到固体粉末，用水离心洗涤固体粉末至上层清液呈中性，收集分离得到初次洗涤的固体粉末；
S1.4、将初次洗涤的固体粉末与乙醇混合，搅拌12h以上，收集分离得到二次洗涤的固体粉末；
S1.5、将二次洗涤的固体粉末置于60～120℃下真空干燥12～24h，得到掺铒氧化锆粉体；
S2：将掺铒氧化锆粉体置于900～1000℃下煅烧1～4h，得到用于耐热性涂料的掺铒氧化锆填料。
2.根据权利要求1所述的一种用于耐热性涂料的氧化锆填料，其特征在于，所述锆盐为五水硝酸锆、四氯化锆和八水氧氯化锆的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种用于耐热性涂料的氧化锆填料，其特征在于，所述铒盐为六水合氯化铒、八水合硫酸铒和六水合硝酸铒的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种用于耐热性涂料的氧化锆填料，其特征在于，按初次洗涤的固体粉末与乙醇的质量体积比为1：10～100，往初次洗涤的固体粉末中加入乙醇，并在室温下搅拌24h以上，收集分离得到二次洗涤的固体粉末。
5.根据权利要求1所述的一种用于耐热性涂料的氧化锆填料，其特征在于，所述煅烧条件为：在950℃煅烧3h。
6.一种超高温耐热涂料，其特征在于，按重量份计，其原料包括：如权利要求1-7任一项所述的掺铒氧化锆填料5～30份、有机硅树脂30～60份、涂料分散剂0.2～2份、有机溶剂40～80份。
7.根据权利要求6所述的一种超高温耐热涂料，其特征在于，所述有机硅树脂为甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的一种超高温耐热涂料，其特征在于，所述涂料分散剂为LBD-1分散剂和LBCB-1分散剂的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的一种超高温耐热涂料，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯和二甲苯的一种或几种。
10.据权利要求6所述的一种超高温耐热涂料，其特征在于，所述有机硅树脂为甲基三氯硅烷，所述涂料分散剂为LBD-1分散剂，所述有机溶剂为甲苯。
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