[发明专利]一种气凝胶表面耐高温复合涂层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种气凝胶表面耐高温复合涂层及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将气凝胶和无机氧化物溶胶进行混合，得到气凝胶涂料；(2)将B₂O₃粉、Al₂O₃粉和SiO₂粉进行混合后并烧结，然后加入溶剂进行球磨混合，得到硼硅玻璃涂料；(3)将所述气凝胶涂料涂覆到基体表面，经干燥后得到气凝胶涂层；(4)将所述硼硅玻璃涂料涂覆到所述气凝胶涂层表面，经干燥后得到包含硼硅玻璃涂层的所述气凝胶表面耐高温复合涂层。该方法制备得到的耐高温复合涂层在基体表面不易脱落，具备优异的抗氧化性能和抗冲刷性能。

技术领域

本发明涉及耐高温涂层技术领域，特别涉及一种气凝胶表面耐高温复合涂层及其制备方法。

背景技术

酚醛气凝胶及其纤维复合材料作为一类纳米多孔材料，具有密度低、导热系数低和孔隙率高等特点，被广泛应用于隔热材料和催化载体等领域；而且其在高温条件下易发生碳化甚至升华，能带走周围环境中的大量热量，因此也是一类优异的烧蚀材料。然而酚醛气凝胶同其他类气凝胶材料一样，由大量纳米粒子堆积而成，纳米粒子之间相互作用力较弱，从而导致酚醛气凝胶材料表面的纳米粉体易脱落；同时，单一的气凝胶材料形成的涂层致密度低，会使得气凝胶基体在高温条件下抗氧化性能和抗冲刷性能较差。因此，需要研究一种适用于气凝胶表面，不易脱落，且抗氧化性能和抗冲刷性能优异的耐高温复合涂层。

中国专利CN111040547A公开了一种隔热保温的气凝胶涂层及其制备方法，涂层由包含SiO₂气凝胶的隔热涂层以及包含TiO₂的反射涂层复合而成，适用于工业换热领域；但气凝胶浆料形成的隔热涂层疏松多孔，致密度低，从而导致基体的抗氧化性能和抗冲刷性能较差，同时，含SiO₂气凝胶的隔热涂层与酚醛树脂基体之间组分差异性较大，在高温条件下涂层容易出现开裂、粉体脱落等问题。

中国专利CN109517520A公开了一种气凝胶涂料制备气凝胶涂层的制备方法，同样地，单纯的气凝胶涂层存在抗氧化性能和抗冲刷性能较差的问题。

发明内容

本发明提供了一种气凝胶表面耐高温复合涂层及其制备方法，制备得到的耐高温复合涂层在基体表面不易脱落，具备优异的抗氧化性能和抗冲刷性能。

第一方面，本发明提供了一种气凝胶表面耐高温复合涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将气凝胶和无机氧化物溶胶进行混合，得到气凝胶涂料；

(2)将B₂O₃粉、Al₂O₃粉和SiO₂粉进行混合后并烧结，然后加入溶剂进行球磨混合，得到硼硅玻璃涂料；

(3)将所述气凝胶涂料涂覆到基体表面，经干燥后得到气凝胶涂层；

(4)将所述硼硅玻璃涂料涂覆到所述气凝胶涂层表面，经干燥后得到包含硼硅玻璃涂层的所述气凝胶表面耐高温复合涂层。

优选地，在步骤(1)中，所述气凝胶为酚醛气凝胶、酚醛气凝胶纤维复合材料或含酚醛气凝胶的混合气凝胶；

所述酚醛气凝胶纤维复合材料中的复合纤维为选自碳纤维、石英纤维、玻璃纤维、莫来石纤维或高硅氧纤维中的至少一种。