新型烧蚀隔热涂料的研制
齐风杰 李锦文 张俊华 张清辉 高守臻
（山东非金属材料研究所，济南２５００３１）
隔热涂料是一种能够有效阻止热传导，降低涂层表面和内部环境的温度，从而达到改善工作环境、降低能耗的新型功能性涂料。根据隔热方式不同，隔热涂料分为阻隔型隔热涂料、吸热型隔热涂料和烧蚀型隔热涂料３种类型。
阻隔型隔热涂料主要包括陶瓷类隔热涂料等。陶瓷类隔热涂料具有导热系数低、热容高和硬度高等优点，但其成本高、工艺复杂，应用受到限制。吸热型隔热涂料主要包括金属耐高温类隔热涂料等。这些材料都要求具有高比热，在热流苛刻的情况下应用受到限制。烧蚀型隔热涂料是以损耗材料自身来吸收大量的热量，从而阻止热传导到材料的内部结构中，这是应用广泛的防热方法。烧蚀型隔热涂料一般由有机的耐热性聚合物和无机的耐热性填料组成，采用有机－无机结构相结合的方法来提高材料的隔热、物理机械等性能。本研究以ｅ－２０环氧树脂为基体，聚酰胺为固化剂，氢氧化镁和滑石粉为烧蚀吸热填料，阿罗中空玻璃微珠为低传导隔热填料，三氧化二铬为着色剂，制得２种烧蚀隔热涂料，２种烧蚀隔热涂料均具有良好的热性能、常规物理性能和突出的隔热效果，为武器装备的烧蚀隔热选材提供了更大的选择余地。
１ 实验部分
１．１ 材料
环氧树脂、聚酰胺，无锡树脂厂；氢氧化镁、滑石粉、高岭土、蛭石粉、三氧化二铬，国药集团化学试剂有限公司；阿罗中空玻璃微珠，重庆阿罗科技有限公司；秦皇中空玻璃微珠，秦皇岛秦皇玻璃微珠有限公司。
１．２ 仪器
锥形磨（ｑｚｍ－１型）、电动漆膜附着力试验仪（ｑｆｄ型）、漆膜冲击试验器（ｚｘｖ－２４型），天津市材料试验机厂；恒速搅拌器（ｓ２１２型），上海梅颖浦仪器制造有限公司；综合热分析仪（ｔｇ－ｄｓｃ，ｔｇｓｔａ４４９ｃ型），德国ｎｅｔｚｓｃｈ公司。
１．３ 涂料的制备
１．３．１ 基体筛选
ｅ型环氧树脂机械强度高、耐热性能优异、密度小和固化收缩率低，在涂料工业中应用多，包括ｅ－０３、ｅ－０６、ｅ－１２和ｅ－２０等。考虑到漆膜不能太软也不能太脆，选用分子量在５００以上，１４００以下的
环氧树脂，本研究选择ｅ－２０环氧树脂为涂料的基体树脂。
１．３．２ 涂料的制备
涂料ⅰ制备工艺如下：称取６０ｇ ｅ－２０环氧树脂，４０ｇ丙酮，３０ｇ氢氧化镁，２ｇ三氧化二铬分别倒入塑料杯１并混合均匀，将塑料杯１内的涂料采用研磨机（ｑｚｍ－１型，中国天津市材料试验机厂）研磨，称取２０ｇ丙酮清洗塑料杯１，清洗残液也倒入研磨机，研磨２～３遍后，检测涂料的细度，在细度满足１０～３０μｍ 条件下，停止研磨；称取３０ｇ阿罗中空玻璃微珠，３０ｇ甲苯慢慢倒入盛有涂料的塑料杯１内，充分搅拌１５～２０ｍｉｎ，即制得涂料ⅰａ组分，将３０ｇ聚酰胺加入ａ组分中充分搅拌均匀即制得涂料ⅰ。
涂料ⅱ制备工艺如下：称取６０ｇ ｅ－２０环氧树脂，４０ｇ丙酮，２０ｇ氢氧化镁，１０ｇ滑石粉，２ｇ三氧化二铬分别倒入塑料杯１并混合均匀，将塑料杯１内的涂料采用研磨机（ｑｚｍ－１型，中国天津市材料试验机厂）研磨，称取２０ｇ丙酮清洗塑料杯１，清洗残液也倒入研磨机，研磨２～３遍后，检测涂料的细度，在细度满足１０～３０μｍ 条件下，停止研磨；称取３０ｇ阿罗中空玻璃微珠，３０ｇ甲苯慢慢倒入盛有涂料的塑料杯１内，充分搅拌１５～２０ｍｉｎ，即制得涂料ⅱａ组分，将３０ｇ聚酰胺加入ａ 组分中充分搅拌均匀，即制得涂料ⅱ。
１．４ 样品的测试
采用电动漆膜附着力试验仪（ｑｆｄ型，天津市材料试验机厂）对样品的密度、附着力进行测试。采用漆膜冲击试验器（ｚｘｖ－２４型，天津市材料试验机厂）对样品的耐冲击性能进行测试。采用综合热分析仪（ｄｓｃ－ｔｇ，ｓｔａ４４９ｃ 型，德国ｎｅｔｚｓｃｈ 公司）对样品的导热系数进行测试。
２ 结果与讨论
２．１ 烧蚀吸热填料热性能分析
氢氧化镁、滑石粉、高岭土和蛭石粉的ｄｓｃ曲线见图１。从图可以看出，随着温度的升高，蛭石粉有１个大温度范围的放热峰，不利于烧蚀吸热；高岭土随着温度的升高，变化比较平稳，没有明显的吸热峰和放热峰；氢氧化镁在３００℃附近有１个尖锐的吸热峰，滑石粉在７００℃附近有１个较宽的吸热峰，因此氢氧化镁和滑石粉适用于烧蚀吸热填料。
氢氧化镁、滑石粉、高岭土和蛭石粉的ｔｇ曲线见图２。从图可以看出，随着温度的升高，氢氧化镁和滑石粉的失重较大，氢氧化镁在３１０℃条件下热重为７４％，滑石粉在７８０℃条件下热重为７３％，说明两者在相应温度发生了化学吸热，不是简单的晶型转变等物理吸热。
２．２ 低传导隔热填料热性能分析
