Способ гидрофобизации пористых теплозащитных материалов

 

Использование: для защиты теплозащитных элементов из пористых материалов. Сущность изобретения: на поверхность пористых теплозащитных материалов на основе кварцевых волокон наносят кистью 2 - 10% раствор или водную эмульсию, содержащую 1 вес. ч. полиметилсилоксанового олигомера, имеющего структурную формулу при соотношении = 1,66 и 1 - 3 силанольных групп от 0,02 до 1,00 вес. ч. металлосодержащего кремнийорганического соединения общей формулы [RSiMeO^-]_n, где R--CH^-₃, C₆H^-₅, Ме-Fe или сочетание Cu и Ce, n = 20 - 2000. После обработки элемент выдерживают на воздухе в течение 60-70 мин и термообрабатывают в течение 1,5 - 2 час, при 200 - 400^oC. Характеристики: водопоглощение при принудительном погружении в воду до 24 г (после 450^o, 50 н), 2 - 6%, ширина гидрофильной зоны (после 350^oC, 50 г) 4 - 5 мм. 2 табл.

Изобретение относится к области космической и авиационной техники и может быть использовано для защиты теплозащитных элементов из пористых материалов на основе кварцевых волокон от поглощения жидкой воды и ее паров.

Известно нанесение тонких пленок из кремний-органических соединений с метильными и фенильными радикалами, которые могут разработать при 200 и 300^oC десятки и сотни часов [1] Наиболее близким является способ гидрофобизации пористых теплозащитных материалов на основе неорганических волокон путем обработки его раствором или водной эмульсией полиметилсилоксанового олигомера, имеющего структурную формулу при соотношении CH₃/Si 1,66 и содержащего 1 3 силанольных групп, с последующей выдержкой материала на воздухе в течение 60 70 мин и термообработкой при 200 400^oC в течение 1,5 2 часов [2] Этот способ не позволяет получить гидрофобные пленки на материале с достаточной термостойкостью. Покрытия выдерживают нагрев при температуре 350^oC в течение 12 ч. При этом гидрофобные свойства их на поверхности материала резко ухудшается. Ширина гидрофобной зоны внутри материала с 45 мм снижается до 1 - 3 мм. Водопоглощение материала при принудительном погружении в воду достигает 7 8% При более длительном воздействии указанной температуры покрытие выгорает и водопоглощение возрастает до уровня водопоглощения исходного жидкофобизированного материала (600 700%).

Цель изобретения повышение ресурса работы покрытия при температуре 450^oC.

Поставленная цель достигается тем, что в способе гидрофобизации пористых теплозащитных материалов на основе кварцевых волокон путем обработки раствором в органическом растворителе или водной эмульсией полиметилсилоксанового олигомера, имеющего структурную формулу при соотношении CH₃/Si 1,66 и содержит 1 3% силанольных групп, с последующей выдержкой на воздухе в течение 60 70 мин и термообработкой в течение 1,5 2,0 час. при 200 400^oC в раствор или эмульсию полиметилсилоксанового олигомера дополнительно вводят металлсодержащее кремнийорганическое соединение общей формулы [RSiMeO^-]_n, где R - CH^-₃, C₆H^-₅, Ме Fe или сочетание Cu и Cl; n 20 2000 в количестве 0,03 1,00 вес. ч. на 1 вес. ч. полиметилсилоксанового олигомера, а концентрация полученного раствора или водной эмульсии 2 10% Пример. На поверхность материала наносят кистью раствор или водную эмульсию из смеси полиметилсилоксанового олигомера и металлсодержащего кремнийорганического соединения с расходом 230 г/м². С целью удаления растворителя материал выдерживают при комнатной температуре в течение 60 70 мин. Затем проводят термообработку при 200 400^oC в течение 1,5 2,0 часов. При использовании для обработки материала растворов гидрофобизатора в органическом растворителе отверждение нанесенного покрытия проводят при 200^oC, а при нанесении из водной эмульсии при 400^oC.

Режимы обработки поверхности материала представлены в таблице 1.

Результаты испытаний обработанных образцов представлены в таблице 2.

Формула изобретения

Способ гидрофобизации пористых теплозащитных материалов на основе кварцевых волокон путем обработки раствором в органическом растворителе или водной эмульсией полиметилсилоксанового олигомера, имеющего структурную формулу при соотношении CH₃/Si 1,66 и содержащего 1 3% силанольных групп, с последующей выдержкой на воздухе в течение 60 70 мин и термообработкой в течение 1,5 ч при 200 400^oС, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы покрытия при температуре 450^oС, в раствор или эмульсию полиметилсилоксанового олигомера дополнительно вводят металлсодержащее кремнийорганическое соединение общей формулы
[RSiMeO-]_n,
где R CH^-₃, C₆H^-₅;
Me Fe или сочетание Cu и Cе;
n 20 -2000,
в количестве 0,02 1,00 мас.ч. на 1 мас.ч. полиметилсилоксанового олигомера, а концентрация полученного раствора или водной эмульсии составляет 2 10%

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2