CN115521695A - 一种耐高温防腐蚀轻质涂层及其制法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐高温防腐蚀轻质涂层，该涂层由二氧化硅中空微球、硅酸锂、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌、磺酸甜菜碱、甲基丙烯酸羟乙酯、纳米硅酸铝纤维、水性聚氨酯和表面活性剂AFCONA‑5071作为原料。本发明提供的耐高温防腐蚀无人机用轻质涂层，具有优异的隔热效果，所得涂层厚度在0.08mm时，在1300℃下可以使得涂层基材的温度在15分钟以上不高于50℃，同时具有较好的防腐蚀和防刮功能。

Description

一种耐高温防腐蚀轻质涂层及其制法和应用
技术领域
本发明属于功能性涂层技术领域，具体涉及一种耐高温防腐蚀轻质涂层及其制法和应用。
背景技术
随着人工智能技术、先进通信技术、高端成像技术和先进探测技术等新兴产业技术的不断发展，工业设备逐渐摆脱其传统工作环境的藩篱，为人类进一步实现相关工作无人化、改善相关产业工作条件提供了基础。
相对于设备的传统工作环境而言，新的工作环境通常意味着更加极端的条件，例如高温、大风、浓烟及腐蚀环境等。因此，新的工作环境对设备的要求往往越高。
无人机是集上述新兴产业技术为一体的新型生产力工具，在拍摄、测绘、农业等方面得到了广泛的应用，不过在这些领域使用时，基本不需要无人机面临高温、浓烟等极端环境。
随着对无人机工作环境要求的不断提高，人们就高温环境对无人机的影响进行了研究。李亮[1]等研究了火场环境下无人机的热损伤问题，提出火场热辐射和热对流是造成无人机热损伤的主要形式，无人机与火焰的相对距离减少会增加机身的热损伤，并指出无人机在火场飞行的安全举例为0.8米。李念思[2]等研究发现，高温环境对电池性能的影响出现在50℃以上，当环境温度超过50℃时，电池温度不能得到很好控制。这些研究表明，高温环境无论是对无人机的机身还是电池而言，均存在较大的影响，限制了无人机在高温环境下开展工作。
消防灭火是典型高温环境工作，自1972年在德国申请全球第一项利用无人机灭火专利以来[3]，如何利用无人机更好的参与消防灭火工作便一直受到人们的关注。不过，目前制约无人机在消防领域进一步发展的因素还很多，许多问题亟需解决。其中，设计相应材料，减轻无人机质量并提高无人机的耐温性是亟待解决的问题之一[4]。
研究耐温涂层技术，是为相应设备提供耐高温性能的重要途径。人们虽然在航空航天领域已经研发出了一些耐高温涂层技术，但这些技术要么因其军工用途特性而处于保密状态，要么成本非常高昂，使得消防无人机仍然处于缺少耐高温涂层可用的状态，本专利的发明人以“无人机”、“消防”、“耐高温”为检索词在中国知网上进行检索，未发现可进入消防环境工作的无人机的报道。
无人机作为新型航空器中的一种，对其涂层材料的研究，可以参考已有航空器涂层技术。孙哲[5]等人对航空、航天涂料进行了综述，其中包含了对隔热耐烧蚀保护涂料相关研究的总结，指出我国在耐受600℃以上的高温树脂研究及产品匮乏，对于耐温可达800～1200℃且具有隔热/抗烧蚀功能涂层材料的需求越显迫切。由于消防无人机属于消防领域，其涂层材料的研究，也可以参考传统消防材料技术，如阻燃材料和隔热材料[6]。
然而，根据本专利发明人的了解，现有的涂层还难以用于可进入火场的消防无人机。可能的原因是，在火场里，温度一般为400～600℃，甚至可高达1300℃以上[7]，而无人机内部的精密仪器及电池通常难以耐受高于50℃的工作温度，使得可进入火场的无人机涂层的研究进展缓慢。
即便如此，已有的耐高温涂层研究报道，其隔热机制及相应的技术方案仍具有参考意义。在隔热方面，不少技术方案通过在涂层体系中添加高气孔率填料(如中空微珠)[8-10]，该方案可以使得热量通过空气传导，从而降低涂层的热导系数，不过这些方案一般仅适用于400℃以下的温度环境；另外一些方案通过分子振动、转动的能量，不断地使晶格、键团产生碰撞，将吸收的热量重新发射回环境中，这类方案采用的材料一般是碳化硅[11-13]和过度金属氧化物(如CoO、CuO)[14-15]；还有一些方案通过反射辐射来获得隔热效果，所选的材料一般为白度较高的TiO2、ZnO颜料。因此，在研究可进入火场的无人机涂层时，可以参考上述隔热机制及其各自的技术方案来选择相应的材料。同时，考虑到成本问题，所选择的材料尽可能是现有的。
除了高温环境所带来的技术难题及研发要求之外，火场中常出现由爆燃导致的飞屑，这些飞屑极易刮花涂层，导致涂层的耐高温性能急剧下降。
综上所述，本领域亟需对可以满足在火场温度工作的无人机涂层进行研究，使得涂层可以在1300℃的温度环境中，确保涂层内的无人机组件能在较长时间内处于不高于50℃温度的工作环境下工作，并具备一定的防刮性能，以有效应对爆燃时的飞屑。
本部分引述的文献如下：
[1]李亮,刘小勇,徐坚强,等.火场环境下无人机热损伤试验研究[J].中国安全科学学报,31(2):7.
[2]李念思,刘小勇,李亮,等.无人机锂离子电池高低温极端环境适应性研究[J].中国安全科学学报,30(8):6.
[3]王闪,管佳林.灭火无人机专利技术综述[J].河南科技,2020,v.39；No.722(24):135-138.
[4]李建有,张水锋,张思玉.无人机在森林消防领域的应用概述[J].森林防火,2018,000(001):45-49.
[5]孙哲,杨康,马宏,等.航空、航天涂料现状及未来发展[J].中国涂料,2019,034(001):28-32.
[6]齐玉宏,张国梁,夏金洋,等.隔热保温涂料的技术进展[J].涂料工业,2019,049(003):80-87.
[7]综合.群租房火灾到底有多可怕？10分钟室温飙升1300℃[J].安全与健康,2018,000(002):9-10.
[8]Bao Y,Kang Q L,Ma J Z,et al.Monodisperse Hollow TiO2Spheres forThermal Insulation Materials:Template-Free Synthesis,Characterization andProperties[J].Ceramics International,2017:S0272884217305357.
[9]武国栋.二氧化硅隔热涂料的制备及性能表征[D].哈尔滨工业大学.
[10]徐永全,郭兴忠,洪露英.一种含中空二氧化硅微球的隔热涂料及其应用,CN110157315A[P].
[11]吴海华,彭建辉,主悔,等.一种石墨/碳化硅隔热背衬及其制备方法,CN108675790A[P].
[12]强光初,强小龙,范莉,等.一种二氧化硅复合隔热涂层及其制备方法,CN106082777A[P].
[13]Zhang B,Tong Z,Yu H,et al.Flexible and high-temperature resistantZrO 2/SiC-based nanofiber membranes for hightemperature thermal insulation[J].Journal ofAlloys and Compounds,2021.
[14]Yao Q,Jia J,Chen T,et al.High temperature tribological behaviorsand wear mechanisms of NiAl-MoO3/CuO composite coatings[J].Surface andCoatings Technology,2020,395:125910.
[15]易建龙,张新明,古锐,等.镁稀土合金表面氧化铈-氧化钇稳定氧化锆涂层的耐高温及抗腐蚀性能[J].材料保护,2010,43(8):14-16.
发明内容
针对现有技术的不足以及对能在高温环境下工作的无人机涂层的需求，本申请目的在于提供一种耐高温防腐蚀无人机用轻质涂层。该无人机涂层可以在1300℃温度下，确保涂层内无人机组件在15分钟内获得不高于50℃的工作环境；同时还具有质轻、防腐蚀和防刮的优点。
为了实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：
一种耐高温防腐蚀无人机用轻质涂层，所述涂层的原料包括组分A、组分B和组分C；
按重量份计：
所述组分A的成分，包括10～30份的二氧化硅中空微球和5份的硅酸锂；
所述组分B中的成分，包括30～40份的纳米氧化物混合物和1份表面活性剂AFCONA-5071；
所述组分C中的成分，包括20～30份的磺酸甜菜碱、3～5甲基丙烯酸羟乙酯、1～2份纳米硅酸铝纤维、40～50水性聚氨酯；
所述纳米氧化物混合物由纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌组成，重量比为(2～3)：(4～6)：(7～8)：(2～3)：(2～3)：(1～2)。
在制备隔热涂层方面，中空二氧化硅是常用的物质，其内部孔隙率高、空气含量低，对传导和对流具有良好的阻隔作用，可以起到隔热保温的作用。类似的材料还有发泡聚苯乙烯、气凝胶和膨胀珍珠岩等。一般而言，以中空二氧化硅作为主要隔热材料的涂层，所能获得的隔热效果比较有限，通常仅能在低温工况(常温至200℃)中使用，少数基于膨胀珍珠岩的涂层可以在中温工况(200～500℃)中使用。
硅酸锂又称锂水玻璃，具有较好的渗透性、成模性和耐热性，在隔热涂层的制备方面也常被当做原料使用[16-17]。目前利用硅酸锂为原料的涂层的耐温温度仅为几百度，更遑论能在上千度的环境下实现良好的隔热效果，距本发明所需涂层的性能相距甚远。氧化钇在航空喷涂隔热材料中常被使用[18-19]，也有用于制备耐烧蚀涂层[20-21]。本发明在研究的早期阶段发现，在二氧化硅中空微球的基础上，选择硅酸锂和纳米氧化钇可以将使得涂层的隔热性能得到较大幅度的提高，其可能是由二氧化硅中空微球的阻隔保温效果与氧化钇和硅酸锂的辐射隔热作用发现了协同作用。本发明基于此发现，对制备符合本发明目的涂层进行了摸索。
在此基础上，发明人将其它常见的过渡金属氧化物与纳米氧化钇进行混合，考察所得涂层隔热性能的改变。遗憾的是，无论是将纳米氧化铁、纳米氧化铜还是纳米氧化钴与纳米氧化钇混合，对于涂层隔热性能的影响均不明显。通过不断的摸索，发明人发现将α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁和纳米硼酸锌与纳米氧化钇混合后，相对于仅添加纳米氧化钇而言，涂层的隔热性能得到了大幅度的提升。这提示，二氧化硅中空微球、硅酸锂和上述纳米氧化物混合物，在旨在解决本发明技术目的的涂层体系中，是至关重要的。
我们进一步考察了其它体系物质的影响，发现磺酸甜菜碱的添加还可以进一步的提高涂层的隔热性能。然而，在仅有纳米氧化钇的体系中，磺酸甜菜碱的添加对涂层隔热性能的提升幅度并不大。这提示磺酸甜菜碱很可能是在混合纳米氧化物的体系中起到一定的分散作用，使得各个纳米氧化物更为均匀在涂层中分散。另外，我们在其它现有的耐温涂料中，将其纳米氧化物替换为本发明的纳米氧化物化合物，发现对耐温效果基本没影响。这提示，利用纳米氧化物在辐射隔热方面的作用，很可能受到不同纳米氧化物相互作用的影响，还可能受限于其它涂层材料组合的影响。一般而言，中空微球可以为涂层提供空隙，这些空气在特定条件下可以形成近乎真空环境，以有效阻隔热量；当外界温度过高时，涂层内部可能会发生形变，这种形变有时利于低熔点物质与其它组分发生粘黏，提高镉温效果。当隔热保温和辐射隔热作用总体达到协同作用时，可以获得更高的隔热效果。本发明二氧化硅中空微球、硅酸锂和所选的纳米氧化物混合物，很可能在隔热保温和辐射隔热方面发挥了显著的协同作用。
值得指出的是，在上述本发明的研究过程中，始终围绕解决爆燃飞屑引起的刮伤问题。发明人发现，甲基丙烯酸羟乙酯和纳米硅酸铝纤维的添加是非常重要的。
本发明的发明人在研究的过程中，还考虑了无人机的耐腐蚀和轻质化问题，基于上述二氧化硅中空微球-硅酸锂-纳米氧化物混合物核心组分体系的基础上，发明人发现获得耐腐蚀性和更加轻质化也是非常不容易的。发明人就如何具有耐高温耐腐蚀和具有更轻质化的涂层另行申请了专利，在此不做赘述。
作为本发明的优选技术方案，组分C中还包括10～15份的水性聚天门冬氨酸酯。该优选技术方案可以获得更高的耐温性，具体而言，在1300℃下，可使得涂层内基材的温度不高于50℃的维持时间为17分钟。成膜物质在高温环境下，会在断裂处形成新的活性中心，会进一步与其它组分发生作用，重新成膜，并提升耐温性。水性聚天门冬氨酸酯与水性聚氨酯的配合，在重新成膜并与其他组分发生作用上，具有更好的效果。
作为本发明的优选技术方案，所述纳米氧化物混合物还包括重量与纳米硼酸锌等量的纳米氧化铈和纳米氧化锌。在该优选方案下，在水性聚天门冬氨酸酯存在下，可以使得所述维持时间延长至18分钟。
作为本发明一个可实施的技术方案，所述纳米氧化物混合物中，各种纳米氧化物的粒径为100～200nm。
作为本发明的优选技术方案，所述α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝和纳米二氧化硅的粒径为100～150nm，所述纳米氧化钇、纳米氧化镁和纳米硼酸锌的粒径为150～200nm。
作为本发明的优选技术方案，按重量份计，二氧化硅中空微球的重量份为20份，纳米氧化物混合物的重量份为35份，磺酸甜菜碱的重量份为26份，甲基丙烯酸羟乙酯的重量份为4份，纳米硅酸铝纤维的重量份为2份，水性聚氨酯的重量份为48份。
本发明的另外一个目的在于提供制备上述涂层的方法，所述制备方法为将所述各组分混合均匀，混合时加水搅拌。具体可采用的方法为：按组分B中各成分所述重量份，将各成分混合，加入去离子水，在50～60℃下，于1000～1500rpm/min搅拌均匀；然后加入组分C，于70～95℃下于1000～1500rpm/min下搅拌，最后加入组分A，在50～60℃下，于2000～2500rpm/min搅拌均匀，即得。
本发明还有一个目的在于提供上述涂层在作为无人机涂层方面的应用。特别需要指出的是，作为涂层时，涂层的厚度仅在0.1mm以内便可以获得上述优秀的耐高温效果。如本发明实施例所示，本发明在进行相应试验时所用的厚度为0.08mm。
本发明的有益效果：
本发明提供的耐高温防腐蚀无人机用轻质涂层，具有优异的隔热效果，所得涂层厚度在0.08mm时，在1300℃下可以使得涂层基材的温度在15分钟以上不高于50℃，同时具有较好的防腐蚀和防刮功能。
本部分引述的文献：
[16]陈秋霞.硅酸锂水性涂料及耐高温涂料的研究[D].南昌大学.
[17]黄传峰,闵钰茹,张丹丹,等.硅酸锂改性水性聚氨酯耐高温涂料的制备及性能研究[J].山东化工,2019,048(021):6-8.
[18]马壮,李星,刘玲,等.NiCr2O4/YSZ复合涂层的制备及其隔热研究[J].新技术新工艺,2018.
[19]王乐,李太江,李勇,等.45钢表面大气等离子喷涂氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层及其性能[J].材料保护,2014(10).
[20]杨灵芳,黄智,张荣珅.一种提高热障涂层耐高温和耐腐蚀性能的方法,CN112962050A[P].
[21]赵永训,赵徵.一种耐高温涂层复合材料的制备方法,CN104311146A[P].
附图说明
图1为本发明实施例7隔温性能测试温度记录图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
在下述实验中，所采用的实验原料、试验方法如下：
实验原料：
二氧化硅中空微球：实验室自有，粒径为200～300nm；
纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌、纳米氧化铁、纳米氧化铜、纳米氧化钴：购自合肥中航纳米技术发展有限公司，α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝和纳米二氧化硅的粒径为100～150nm，纳米氧化钇、纳米氧化镁、纳米硼酸锌、纳米氧化铁、纳米氧化铜、纳米氧化钴的粒径为150～200nm；
硅酸锂、硅灰石粉、高岭土：购自济南圣和化工有限公司
磺酸甜菜碱、甲基丙烯酸羟乙酯、聚天门冬氨酸脂：实验室自有水性聚氨酯：参考文献制备而得(DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2019.21.003)
表面活性剂AFCONA-5071：购自上海百茵化工有限公司测试方法：
隔温性能测试：固定喷灯，将火焰对准试样中心位置，将焰流垂直冲烧到试样上，并同时使用红外测温仪测试马口铁片背部温度。
硬度测定：按GB/T 6739–2006《涂膜硬度铅笔测定法》测定涂层的硬度。
抗划伤性测试：在含砂百洁布的一侧负载500g砝码，在涂层的表面保持一定的速度反复划蹭，用未留下明显划伤的最大次数来表征涂层的抗划伤性能。
耐热性能测试
把试样置于马弗炉中，以10℃/min升至1300℃保温2h，放置冷却，待降至室温(25℃)后观察并记录涂层是否产生开层、起皮、鼓泡、裂开等现象。涂层基板为陶瓷基材。
中性盐雾试验进行测试：按照GB/T 1771—2007进行，将试板正反两面喷涂待试验涂料，固化后使用石蜡对边缘进行封闭处理，观察试样一定时长后涂层的完整性。
实施例1
按重量份，准备如下原料：
20份的二氧化硅中空微球、5份硅酸锂、35份的纳米氧化物混合物、1份表面活性剂AFCONA-5071、26份磺酸甜菜碱、4甲基丙烯酸羟乙酯、2份纳米硅酸铝纤维、48水性聚氨酯；
纳米氧化物混合物由纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌组成，重量比为2：5：7：2：2：1。
将纳米氧化物混合物、表面活性剂AFCONA-5071混合，加入去离子水(固液比为50～55％，其它实施例与此同)，在55℃下，于1500rpm/min搅拌30min；再加入磺酸甜菜碱、基丙烯酸羟乙酯、纳米硅酸铝纤维和水性聚氨酯于90℃下于1500rpm/min下搅拌20min；最后加入二氧化硅中空微球和硅酸锂，在55℃下，于2500rpm/min搅拌30min，涂料。
实施例2
按重量份，准备如下原料：
10份的二氧化硅中空微球、5份硅酸锂、30份的纳米氧化物混合物、1份表面活性剂AFCONA-5071、20份磺酸甜菜碱、3甲基丙烯酸羟乙酯、1份纳米硅酸铝纤维、40水性聚氨酯；
纳米氧化物混合物由纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌组成，重量比为2.5：4：8：3：3：2。
将纳米氧化物混合物、表面活性剂AFCONA-5071混合，加入去离子水，在55℃下，于1500rpm/min搅拌30min；再加入磺酸甜菜碱、基丙烯酸羟乙酯、纳米硅酸铝纤维和水性聚氨酯于90℃下于1500rpm/min下搅拌20min；最后加入二氧化硅中空微球和硅酸锂，在55℃下，于2500rpm/min搅拌30min，涂料。
实施例3
按重量份，准备如下原料：
30份的二氧化硅中空微球、5份硅酸锂、40份的纳米氧化物混合物、1份表面活性剂AFCONA-5071、30份磺酸甜菜碱、5甲基丙烯酸羟乙酯、2份纳米硅酸铝纤维、50水性聚氨酯；
纳米氧化物混合物由纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌组成，重量比为3：6：7.5：2.5：2.5：1.5。
将纳米氧化物混合物、表面活性剂AFCONA-5071混合，加入去离子水，在55℃下，于1500rpm/min搅拌30min；再加入磺酸甜菜碱、基丙烯酸羟乙酯、纳米硅酸铝纤维和水性聚氨酯于90℃下于1500rpm/min下搅拌20min；最后加入二氧化硅中空微球和硅酸锂，在55℃下，于2500rpm/min搅拌30min，涂料。
实施例4
按重量份，准备如下原料：
20份的二氧化硅中空微球、5份硅酸锂、30份的纳米氧化物混合物、1份表面活性剂AFCONA-5071、20份磺酸甜菜碱、3甲基丙烯酸羟乙酯、1份纳米硅酸铝纤维、40份水性聚氨酯、12份水性聚天门冬氨酸酯；
纳米氧化物混合物由纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌组成，重量比为2.5：4：8：3：3：2。
将纳米氧化物混合物、表面活性剂AFCONA-5071混合，加入去离子水，在55℃下，于1500rpm/min搅拌30min；再加入磺酸甜菜碱、基丙烯酸羟乙酯、纳米硅酸铝纤维、水性聚氨酯和水性聚天门冬氨酸酯，于90℃下于1500rpm/min下搅拌20min；最后加入二氧化硅中空微球和硅酸锂，在55℃下，于2500rpm/min搅拌30min，涂料。
实施例5
与实施例4相比，水性聚天门冬氨酸酯的重量份为10份，其余与实施例4一致。
实施例6
与实施例4相比，水性聚天门冬氨酸酯的重量份为15份，其余与实施例4一致。
实施例7
按重量份，准备如下原料：
20份的二氧化硅中空微球、5份硅酸锂、30份的纳米氧化物混合物、1份表面活性剂AFCONA-5071、20份磺酸甜菜碱、3甲基丙烯酸羟乙酯、1份纳米硅酸铝纤维、40份水性聚氨酯、12份水性聚天门冬氨酸酯；
纳米氧化物混合物由纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌、纳米氧化铈和纳米氧化锌组成，重量比为2.5：4：8：3：3：2：2：2。
将纳米氧化物混合物、表面活性剂AFCONA-5071混合，加入去离子水，在55℃下，于1500rpm/min搅拌30min；再加入磺酸甜菜碱、基丙烯酸羟乙酯、纳米硅酸铝纤维、水性聚氨酯和水性聚天门冬氨酸酯，于90℃下于1500rpm/min下搅拌20min；最后加入二氧化硅中空微球和硅酸锂，在55℃下，于2500rpm/min搅拌30min，涂料。
对上述实施例1-7进行测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003649362530000151
Figure BDA0003649362530000161
注1：表1中，进行隔温性能测试时，外焰温度为1300-1350℃，涂层厚度为0.08mm，基板为马口铁片(厚度4.6mm)。隔温时间为在火焰对准涂层喷射之下，马口铁平背部温度维持在50℃以下的时间。
注2：表1中，“烧蚀后表观状况”反应的是耐热性能测试结果，平滑代表未产生开层、起皮、鼓泡、裂开等现象，涂层为平滑状态。
本实验对实施例7在实验过程中的温度变化进行了记录。如图1所示，在第0-4.5分钟阶段，温度呈平稳小幅上升，在第4.5-5.5分钟阶段，出现了较大幅度上升(由29.4℃上升至34.6℃)；此后，在第5.5-9分钟阶段，呈现幅度稍大但趋势平稳的升温阶段(由34.6℃上升至41.3℃)；再后，在9-18分钟阶段，呈现平稳小幅上升趋势(由41.3℃上升至49.8℃)；最后，在18-20.5分钟阶段，呈现快速升温趋势，2分钟内由49.8℃快速上升至100℃。
对比实施例1
本发明在研究获得实施例1-7的技术方案之前，考察了其它技术方案，具有代表性的技术方案如下：
技术方案1-1：
按重量份，准备如下原料：
20份的二氧化硅中空微球、35份硅灰石粉、1份表面活性剂AFCONA-5071、20份高岭土、40份水性聚氨酯；
将上述原料搅拌(500rpm/min)均匀，即得。
技术方案1-2
20份的二氧化硅中空微球、35份硅酸锂、1份表面活性剂AFCONA-5071、20份高岭土、40份水性聚氨酯；
将上述原料搅拌(500rpm/min)均匀，即得。
技术方案1-3
20份的二氧化硅中空微球、35份硅酸锂、20份纳米氧化钇、1份表面活性剂AFCONA-5071、20份高岭土、40份水性聚氨酯；
将上述原料搅拌(500rpm/min)均匀，即得。
技术方案2-1
20份的二氧化硅中空微球、35份硅酸锂、20份纳米氧化物混合物、1份表面活性剂AFCONA-5071、20份高岭土、40份水性聚氨酯；
将上述原料搅拌(500rpm/min)均匀，即得。其中，纳米氧化物混合物按重量比1:1:1:1:1，由α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁和纳米硼酸锌与纳米氧化钇混合而得。
技术方案2-2
20份的二氧化硅中空微球、35份硅酸锂、20份纳米氧化物混合物、1份表面活性剂AFCONA-5071、20份高岭土、40份水性聚氨酯、20份磺酸甜菜碱；
将上述原料搅拌(500rpm/min)均匀，即得。其中，纳米氧化物混合物按重量比1:1:1:1:1，由α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁和纳米硼酸锌与纳米氧化钇混合而得。
对上述技术方案进行隔温性能测试，外焰温度为400～420℃，涂层厚度为0.1mm，基板为马口铁片(厚度4.6mm)，结果如表2。
表2
Figure BDA0003649362530000181
注：表2中，隔温时间为在火焰对准涂层喷射之下，马口铁平背部温度维持在50℃以下的时间。
对比实施例2
技术方案3-1
参考对比实施例1中的技术方案2-1，将纳米氧化物混合物替换为重量比为1:1的纳米氧化钇和纳米氧化铁的混合物。
技术方案3-2
参考对比实施例1中的技术方案2-1，将纳米氧化物混合物替换为重量比为1:1的纳米氧化钇和纳米氧化铜的混合物。
技术方案3-3
参考对比实施例1中的技术方案2-1，将纳米氧化物混合物替换为重量比为1:1:1的纳米氧化钇、纳米氧化铜和纳米氧化钴的混合物。
技术方案3-4
在技术方案1-3的基础上，增加20份磺酸甜菜碱。
按照对比实施例1的隔温性能测试方法，隔温时间均不超过350s。

Claims (10)

1.一种耐高温防腐蚀轻质涂层，其特征在于，所述涂层的原料包括组分A、组分B和组分C；
按重量份计：
所述组分A的成分，包括10～30份的二氧化硅中空微球和5份的硅酸锂；
所述组分B中的成分，包括30～40份的纳米氧化物混合物和1份表面活性剂AFCONA-5071；
所述组分C中的成分，包括20～30份的磺酸甜菜碱、3～5甲基丙烯酸羟乙酯、1～2份纳米硅酸铝纤维、40～50水性聚氨酯；
所述纳米氧化物混合物由纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌组成，重量比为(2～3)：(4～6)：(7～8)：(2～3)：(2～3)：(1～2)。
2.根据权利要求1所述的轻质涂层，其特征在于，纳米氧化物混合物中，各种纳米氧化物的粒径为100～200nm；所述二氧化硅中空微球粒径为200～300nm。
3.根据权利要求2所述的轻质涂层，其特征在于，所述α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝和纳米二氧化硅的粒径为100～150nm，所述纳米氧化钇、纳米氧化镁和纳米硼酸锌的粒径为150～200nm。
4.根据权利要求1所述的轻质涂层，其特征在于，组分C中还包括10～15份的水性聚天门冬氨酸酯。
5.根据权利要求4所述的轻质涂层，其特征在于，所述纳米氧化物混合物还包括重量与纳米硼酸锌等量的纳米氧化铈和纳米氧化锌。
6.根据权利要求1所述的轻质涂层，其特征在于，所述纳米氧化钇、α相纳米氧化铝、γ相纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化硅、纳米硼酸锌的重量比为2：5：7：2：2：1。
7.根据权利要求1所述的轻质涂层，其特征在于，所述二氧化硅中空微球的重量份为20份，纳米氧化物混合物的重量份为35份，磺酸甜菜碱的重量份为26份，甲基丙烯酸羟乙酯的重量份为4份，纳米硅酸铝纤维的重量份为2份，水性聚氨酯的重量份为48份。
8.一种耐高温防腐蚀轻质涂层的制备方法，其特征在于，所述耐高温防腐蚀轻质涂层为权利要求1～7任一项所述耐高温防腐蚀轻质涂层，所述制备方法为将所述各组分混合均匀，混合时加水搅拌。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，按组分B中各成分所述重量份，将各成分混合，加入去离子水，在50～60℃下，于1000～1500rpm/min搅拌均匀；然后加入组分C，于70～95℃下于1000～1500rpm/min下搅拌，最后加入组分A，在50～60℃下，于2000～2500rpm/min搅拌均匀，即得。
10.权利要求1～8任一项所述耐高温防腐蚀轻质涂层或者由权利要求8或9所述制备方法制备而得的耐高温防腐蚀轻质涂层在作为无人机涂层方面的应用，其特征在于，涂层的厚度不超过0.1mm。
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