技术摘要：
本发明涉及一种SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层及其制备方法。采取无机纳米空心颗粒对该陶瓷复合材料内部空隙进行填充，在使该陶瓷复合材料介电常数基本不增加情况下，阻挡水气在材料内部的扩散，然后对吸湿源Si‑OH进行改性，使材料由亲水性变为疏水性，最后在材料表面喷 全部
背景技术：
航空航天技术的不断发展对透波材料及其天线罩的电气稳定性也提出了越来越 高的要求，国内外已工程化及在研的陶瓷透波材料主要有熔融石英陶瓷、石英纤维增强石 英陶瓷基陶瓷复合材料(SiO2f/SiO2)和氮化硅陶瓷等，但这些材料均具有孔隙率高、易吸潮 等特点，而且吸潮后其天线罩、天线窗等制品的电气性能严重下降，因此在高盐高湿、霉菌、 高低温冲击、沙尘冲刷等恶劣的贮存或值班环境下，上述透波材料制品电气性能的稳定须 由防潮涂层进行保障。当前防潮涂层自然存放6个月后，天线罩透波率下降20％以上，严重 影响武器的打击精度和战技指标，为满足武器装备对天线罩、天线窗等提出贮存12-17年电 气性能不下降的需求，急需改进传统防潮涂层制备技术，使上述材料的防潮和气密性能满 足武器装备的需求。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂 层及制备方法。 根据本发明的一个方面，提供了一种SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层制备方法，包括 以下步骤： 在陶瓷复合材料内部空隙内填充空心颗粒； 填充后的陶瓷复合材料利用疏水置换剂置换； 憎水醇液与陶瓷粉混合，对置换后的陶瓷复合材料表面进行密封处理，即得防潮 密封涂层。 进一步的，在陶瓷复合材料内部空隙内填充空心颗粒，包括： 将陶瓷复合材料置于浸渍液中真空浸渍，进行浸渍液填充； 将填充浸渍液后的陶瓷复合材料进行凝胶处理； 凝胶处理处理后的陶瓷复合材料经超临界干燥完成陶瓷复合材料内部空隙空心 颗粒的填充。 浸渍液的原料包括硅氧化合物、醇类化合物和酸性化合物，硅氧化合物、醇类化合 物和酸性化合物(氯化氢)的质量比为：1:2-8:0.015-0.185。硅氧化合物具体为正硅酸乙 酯，醇类化合物具体为无水乙醇，酸性化合物具体为氯化氢的溶液，即盐酸，用于催化正硅 酸乙酯水解，硅氧化合物、醇类化合物和酸性化合物混合搅拌至溶液澄清，放置30min- 60min，得浸渍液。上述原料的选择及用量不是本领域技术人员随意选择的结果，是在必须 满足产品服役环境、实施性与基体匹配的硬性要求下，通过大量实验研究及验证获取的。 进一步的，真空度＜100Pa，真空浸渍保压时间为20-60min，凝胶处理温度为50-80 3 CN 111718206 A 说 明 书 2/5 页 ℃，超临界干燥温度为240-290℃，压力为6-9MPa，保温时间为3-8h。 疏水置换剂为六甲基二硅氮烷或三甲基氯硅烷的正己烷溶液，疏水置换剂原料包 括正己烷和六甲基二硅氮烷或三甲基氯硅烷，正己烷与六甲基二硅氮烷或三甲基氯硅烷不 但具有疏水置换作用，而且对基体性能无负面影响，不会由于其添加，而对基体产生不利影 响。其中，正己烷与六甲基二硅氮烷或三甲基氯硅烷的质量比为15-40：1，正己烷和六甲基 二硅氮烷或三甲基氯硅烷按照上述比例混合后，需搅拌10-60min，即得疏水置换剂。疏水置 换剂置换温度为40-75℃，浸泡时间12-24h后取出在100-140℃下干燥3-20h。 憎水醇液原料包括有机硅树脂、固化剂、陶瓷粉和醇类化合物，该体系满足憎水要 求，且与基体无负面影响，具备实施性。有机硅树脂、固化剂、陶瓷粉和醇类化合物质量比为 2-6：1：1-6：0.6-2.3，有机硅树脂、固化剂、陶瓷粉和醇类化合物混合后，搅拌0.5-12h即得 憎水醇液。 其中，憎水醇液与陶瓷粉混合，对置换后的陶瓷复合材料表面进行密封处理，即得 防潮密封涂层，包括： 憎水醇液与陶瓷粉混合，得表层涂层液； 将表层涂层液涂覆在置换后的陶瓷复合材料表面，表层涂覆采取喷、刷、浸等工艺 的一种，室温表干5～30min后在120～140℃下继续进行固化处理，120～140℃下的固化时 间为0.3～8h，即得所述防潮密封涂层。 根据本发明的另一个方面，提供了一种SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层，根据上述所 述的SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层制备方法制得。 所述防潮密封涂层为航空航天用SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层。 本发明使用的主要原料规格如下： 正硅酸乙酯：市售，分析纯，密度0.939g/cm3； 无水乙醇：市售，分析纯，纯度≥99.7％； 盐酸：市售，分析纯； 六甲基二硅氮烷：市售，含量≥99％； 三甲基氯硅烷：市售，分析纯； 正己烷：市售，分析纯，纯度≥97％； 石英粉：市售，纯度99.9％，D50＜15μm； 有机硅树脂：市售。 固化剂：市售。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 本发明示例的SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层及相应的制备方法，通过分析SiO2f/ SiO2陶瓷材料的微观结构和吸潮原理，采取无机纳米空心颗粒对该陶瓷复合材料内部空隙 (开气孔)进行填充，在使该陶瓷复合材料介电常数基本不增加情况下，阻挡水气在材料内 部的扩散，然后对吸湿源Si-OH进行改性，使材料由亲水性变为疏水性，最后在材料表面喷 涂耐温高、硬度及柔韧性兼顾的涂层材料，实现高光洁度、防污、防水等性能保障。采用该方 法涂覆的石英纤维增强石英陶瓷陶瓷复合材料满足0.1MPa/60min气密试验、高低温湿热、 盐雾霉菌等试验要求。根据GJB150.9-86《军用设备环境试验方法湿热试验》，在最高温度60 ℃，湿度95％条件下测得吸潮率为0.24-0.50％。该涂层铅笔硬度6H，冲击韧性＜10，附着力 4 CN 111718206 A 说 明 书 3/5 页 1级，柔韧性＞15mm。完全适用于航空航天这种严苛的应用环境。本发明还提供该涂层的制 备方法，具有科学合理，易于实施，生产周期短，投资成本低的优点。
本发明涉及一种SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层及其制备方法。采取无机纳米空心颗粒对该陶瓷复合材料内部空隙进行填充，在使该陶瓷复合材料介电常数基本不增加情况下，阻挡水气在材料内部的扩散，然后对吸湿源Si‑OH进行改性，使材料由亲水性变为疏水性，最后在材料表面喷 全部
背景技术：
航空航天技术的不断发展对透波材料及其天线罩的电气稳定性也提出了越来越 高的要求，国内外已工程化及在研的陶瓷透波材料主要有熔融石英陶瓷、石英纤维增强石 英陶瓷基陶瓷复合材料(SiO2f/SiO2)和氮化硅陶瓷等，但这些材料均具有孔隙率高、易吸潮 等特点，而且吸潮后其天线罩、天线窗等制品的电气性能严重下降，因此在高盐高湿、霉菌、 高低温冲击、沙尘冲刷等恶劣的贮存或值班环境下，上述透波材料制品电气性能的稳定须 由防潮涂层进行保障。当前防潮涂层自然存放6个月后，天线罩透波率下降20％以上，严重 影响武器的打击精度和战技指标，为满足武器装备对天线罩、天线窗等提出贮存12-17年电 气性能不下降的需求，急需改进传统防潮涂层制备技术，使上述材料的防潮和气密性能满 足武器装备的需求。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂 层及制备方法。 根据本发明的一个方面，提供了一种SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层制备方法，包括 以下步骤： 在陶瓷复合材料内部空隙内填充空心颗粒； 填充后的陶瓷复合材料利用疏水置换剂置换； 憎水醇液与陶瓷粉混合，对置换后的陶瓷复合材料表面进行密封处理，即得防潮 密封涂层。 进一步的，在陶瓷复合材料内部空隙内填充空心颗粒，包括： 将陶瓷复合材料置于浸渍液中真空浸渍，进行浸渍液填充； 将填充浸渍液后的陶瓷复合材料进行凝胶处理； 凝胶处理处理后的陶瓷复合材料经超临界干燥完成陶瓷复合材料内部空隙空心 颗粒的填充。 浸渍液的原料包括硅氧化合物、醇类化合物和酸性化合物，硅氧化合物、醇类化合 物和酸性化合物(氯化氢)的质量比为：1:2-8:0.015-0.185。硅氧化合物具体为正硅酸乙 酯，醇类化合物具体为无水乙醇，酸性化合物具体为氯化氢的溶液，即盐酸，用于催化正硅 酸乙酯水解，硅氧化合物、醇类化合物和酸性化合物混合搅拌至溶液澄清，放置30min- 60min，得浸渍液。上述原料的选择及用量不是本领域技术人员随意选择的结果，是在必须 满足产品服役环境、实施性与基体匹配的硬性要求下，通过大量实验研究及验证获取的。 进一步的，真空度＜100Pa，真空浸渍保压时间为20-60min，凝胶处理温度为50-80 3 CN 111718206 A 说 明 书 2/5 页 ℃，超临界干燥温度为240-290℃，压力为6-9MPa，保温时间为3-8h。 疏水置换剂为六甲基二硅氮烷或三甲基氯硅烷的正己烷溶液，疏水置换剂原料包 括正己烷和六甲基二硅氮烷或三甲基氯硅烷，正己烷与六甲基二硅氮烷或三甲基氯硅烷不 但具有疏水置换作用，而且对基体性能无负面影响，不会由于其添加，而对基体产生不利影 响。其中，正己烷与六甲基二硅氮烷或三甲基氯硅烷的质量比为15-40：1，正己烷和六甲基 二硅氮烷或三甲基氯硅烷按照上述比例混合后，需搅拌10-60min，即得疏水置换剂。疏水置 换剂置换温度为40-75℃，浸泡时间12-24h后取出在100-140℃下干燥3-20h。 憎水醇液原料包括有机硅树脂、固化剂、陶瓷粉和醇类化合物，该体系满足憎水要 求，且与基体无负面影响，具备实施性。有机硅树脂、固化剂、陶瓷粉和醇类化合物质量比为 2-6：1：1-6：0.6-2.3，有机硅树脂、固化剂、陶瓷粉和醇类化合物混合后，搅拌0.5-12h即得 憎水醇液。 其中，憎水醇液与陶瓷粉混合，对置换后的陶瓷复合材料表面进行密封处理，即得 防潮密封涂层，包括： 憎水醇液与陶瓷粉混合，得表层涂层液； 将表层涂层液涂覆在置换后的陶瓷复合材料表面，表层涂覆采取喷、刷、浸等工艺 的一种，室温表干5～30min后在120～140℃下继续进行固化处理，120～140℃下的固化时 间为0.3～8h，即得所述防潮密封涂层。 根据本发明的另一个方面，提供了一种SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层，根据上述所 述的SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层制备方法制得。 所述防潮密封涂层为航空航天用SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层。 本发明使用的主要原料规格如下： 正硅酸乙酯：市售，分析纯，密度0.939g/cm3； 无水乙醇：市售，分析纯，纯度≥99.7％； 盐酸：市售，分析纯； 六甲基二硅氮烷：市售，含量≥99％； 三甲基氯硅烷：市售，分析纯； 正己烷：市售，分析纯，纯度≥97％； 石英粉：市售，纯度99.9％，D50＜15μm； 有机硅树脂：市售。 固化剂：市售。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 本发明示例的SiO2f/SiO2陶瓷防潮密封涂层及相应的制备方法，通过分析SiO2f/ SiO2陶瓷材料的微观结构和吸潮原理，采取无机纳米空心颗粒对该陶瓷复合材料内部空隙 (开气孔)进行填充，在使该陶瓷复合材料介电常数基本不增加情况下，阻挡水气在材料内 部的扩散，然后对吸湿源Si-OH进行改性，使材料由亲水性变为疏水性，最后在材料表面喷 涂耐温高、硬度及柔韧性兼顾的涂层材料，实现高光洁度、防污、防水等性能保障。采用该方 法涂覆的石英纤维增强石英陶瓷陶瓷复合材料满足0.1MPa/60min气密试验、高低温湿热、 盐雾霉菌等试验要求。根据GJB150.9-86《军用设备环境试验方法湿热试验》，在最高温度60 ℃，湿度95％条件下测得吸潮率为0.24-0.50％。该涂层铅笔硬度6H，冲击韧性＜10，附着力 4 CN 111718206 A 说 明 书 3/5 页 1级，柔韧性＞15mm。完全适用于航空航天这种严苛的应用环境。本发明还提供该涂层的制 备方法，具有科学合理，易于实施，生产周期短，投资成本低的优点。
