《雜環聚芳醚腈-矽雜化隔熱防護塗層的結構與性能研究》是依託大連理工大學,由王錦艷擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雜環聚芳醚腈-矽雜化隔熱防護塗層的結構與性能研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王錦艷
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在高速飛行器的樹脂基複合材料(RMC)表面塗覆熱防護塗層是提高其使用溫度等性能的最有效、最經濟的手段。對於傳統無機塗層與RMC的熱膨脹係數不匹配，附著力差，使用中易脫落，而傳統有機塗層的不能耐受400-800℃。本項目從分子設計出發，設計、合成含雜萘聯苯聚芳醚腈(PPEN)和聚倍半矽氧烷(PSQ)雜化共聚物為成膜樹脂，添加隔熱填料和相關添加劑等，研究新型耐高溫隔熱塗料。在塗層乾燥成膜過程中，表面能低的PSQ鏈段遷移富集於表層，隨著溫度升高，表層PSQ發生陶瓷化轉變，形成無定形陶瓷膜；底層的PPEN與基底結合，賦予整個塗層優異的附著力和韌性，從而形成耐高溫隔熱塗層。系統研究PPEN/PSQ共聚物的可控制備技術；研究共聚物結構等對塗層性能的影響；研究塗料的組成和塗覆工藝對塗層性能的影響；探索表層PSQ陶瓷化機理。豐富耐高溫高性能塗料製備理論，為高速飛行器提供一種綜合性能優異的熱防護塗料。
結題摘要
針對高速飛行器的樹脂基複合材料(RMC)表面塗覆熱防護塗層存在的問題，即傳統無機塗層與RMC的熱膨脹係數不匹配，附著力差，使用中易脫落，而傳統有機塗層的不能耐受400-800℃等問題，研究一種樹脂基複合材料表面的中溫(即400-800℃)隔熱防護塗層。主要研究內容是從分子設計出發，設計、合成含雜萘聯苯聚芳醚和聚倍半矽氧烷雜化複合塗層，探討其陶瓷化機理。根據研究目標，首先設計、合成了含端炔基或疊氮基的雜萘聯苯聚芳醚碸酮或聚芳醚酮等聚合物，以及通過溶膠凝膠法合成陶瓷化先驅體含端疊氮基的聚矽氧烷聚合物（PSQ）PSQ最佳化其合成工藝，研究其固化反應；研究複合塗層的配方及其塗覆工藝，探討有機矽樹脂的陶瓷化產物及機理，通過選擇和添加填料改善其尺寸穩定性，從而得到高溫環境下燒蝕不開裂、不翹起、附著力好的複合塗層。研究結果表明，既耐高溫又可溶解的雜萘聯苯聚芳醚類樹脂具有優異的耐熱性能，其5%熱失重高於500℃，與基體具有優異的附著力，表面的聚倍半矽氧烷（PSQ）與底漆雜萘聯苯聚芳醚以化學鍵連線，隨著溫度升高，表層PSQ在一定條件下發生陶瓷化轉變，最後形成陶瓷結構的耐高溫抗氧化塗層。整個塗層在能耐受400℃、500℃、600℃、700℃單面加熱10min、20min、30min，對基底起到了良好的熱防護作用。本項目的研究對今後設計新型熱防護塗層提高了一定的理論指導和技術支持。同時，本研究還延伸研究了準陶瓷化的複合材料用於飛彈前部的雷達天線罩。
