Многослойное покрытие

 

Многослойное покрытие предназначено для использования в качестве терморегулирующего покрытия класса "солнечный отражатель" при нанесении его с помощью клеевого слоя на наружные поверхности, преимущественно радиационные поверхности космических объектов. Многослойное покрытие содержит полимерную подложку с нанесенным на нее оптическим слоем с нитевидными или волокнистыми кристаллами оксида цинка с отражательной способностью в интервале длин волн λ= 0,3-2,4 мкм, при этом полимерная подложка выполнена эластичной. Технический результат -уменьшение удельного веса покрытия, возможность использования покрытия для оперативного ремонта в условиях космического полета. 4 з.п.ф-лы.

Многослойное покрытие предназначено для использования в качестве терморегулирующего покрытия класса "солнечный отражатель" при нанесении его с помощью клеевого слоя на наружные поверхности изделий любой конфигурации, преимущественно радиационные поверхности космических объектов. Кроме того, покрытие может использоваться для оперативного ремонта терморегулирующих покрытий (например, силикатных) в условиях космического полета при подготовке изделия в наземных условиях.

Известна композиция для терморегулирующего покрытия класса "солнечный отражатель" (РФ, авт. свидетельство N 2036208, 14.08.92), включающая водный раствор метасиликата калия с кремнеземным модулем 3.8-4.1 и плотностью 1.15-1.16 г/см³ и титанат циркония с массовым соотношением ZrO₂:TiO₂ (40-60):(60-40).

Недостатком данного аналога является неприменимость композиции для ремонта в условиях невесомости, а также более длительный и трудоемкий ремонт в наземных условиях.

Наиболее близким по технической сущности является многослойное покрытие (Франция, патент N 2681078, 06.09.91), содержащее полимерную подложку, на которой расположен оптический слой. Способ получения такого покрытия включает в себя нанесение на эластичную подложку адгезионного слоя с последующим нанесением металлического оптического слоя и сушкой. Данное техническое решение принято за прототип.

Основным недостатком прототипа является низкий коэффициент излучения (степень черноты) получаемого покрытия ε ≈ 0.1 при требуемом для терморегулирующих покрытий класса "солнечный отражатель" ε ≥ 0.9.

Задача изобретения состоит в создании многослойного покрытия с заданными теплорадиационными характеристиками (A_s ≤ 0.2, ε ≥ 0.9), с минимальным удельным весом, обладающего удобством эксплуатации и возможностью использования для оперативного ремонта изделий любой конфигурации в условиях космического полета и при подготовке к полету в наземных условиях.

Поставленная задача достигается тем, что многослойное покрытие содержит полимерную подложку с нанесенным на нее оптическим слоем с нитевидными или волокнистыми кристаллами оксида цинка, а полимерная подложка выполнена эластичной.

Многослойное покрытие состоит из полимерной подложки, выполненной в виде полиэтилентерефталатной или полиимидной пленки.

Многослойное покрытие включает нитевидные кристаллы или волокнистые кристаллы с отражательной способностью в интервале длин волн λ = 0.3-2.4 мкм.

В качестве связующего для многослойного покрытия берут оптически прозрачное радиационно стойкое вещество.

Многослойное покрытие состоит из полиэтилентерефталатной или полиимидной пленки и оптического слоя, который представляет собой композицию из нитевидного или волокнистого неорганического пигмента с высокой отражательной способностью в интервале длин волн λ =0.3-2.4 мкм (например, нитевидные кристаллы оксида цинка) и оптически прозрачного радиационно стойкого полимерного связующего (преимущественно сетчатой структуры).

Ниже приводится пример способ получения данного покрытия.

Покрытие получают путем многослойного полива: вначале поливается слой с меньшим содержанием пигмента, обеспечивающий адгезию покрытия к пленочной основе, затем верхний слой с высоким содержанием пигмента, позволяющий получить заданные оптические характеристики покрытия. Для нижнего оптического слоя соотношение пигмент - пленкообразователь по сухому веществу составляет 4:1, для верхнего - 5:1.

Растворы для полива верхнего и нижнего оптического слоев получают путем диспергирования пигмента в растворе связующего (например, поливинилового спирта). Диспергирование проводится на бисерной мешалке в течение 1-4 ч. Далее растворы отфильтровываются через капроновое сито и доводятся до рабочей вязкости.

Полимерная подложка в виде пленки используется толщиной 40-60 мкм (применение пленки меньшей толщины - нетехнологично: большая толщина - добавляет вес покрытию). Для улучшения адгезии возможна предварительная активация поверхности пленки (например, ионно-плазменная обработка). Скорость полива 0.5 м/мин. Толщина слоя 30-50 мкм. Общая толщина слоев - 70-110 мкм.

Получаемое покрытие обладает следующими характеристиками: A_s ≤ 0.2, ε ≥ 0.9, вес покрытия с пленкой 150-200 г/м², Δ A_s не более 0.05 за 50 э.с.с.

Каждый слой сушится при комнатной температуре в течение 30 мин. Для полного отверждения всей композиции покрытие дополнительно сушится при температуре 60-100^oC в течение 1 часа.

При изготовлении предложенного покрытия используются широко применяемые в промышленности материалы и вещества, что делает его изготовление простым.

Формула изобретения

1. Многослойное покрытие, содержащее полимерную подложку с нанесенным на нее оптическим слоем, отличающееся тем, что оптический слой выполнен в виде нитевидных или волокнистых кристаллов оксида цинка, а полимерная подложка выполнена эластичной.

2. Многослойное покрытие по п.1, отличающееся тем, что полимерная подложка выполнена в виде полиэтилентерефталатной или полиимидной пленки.

3. Многослойное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что нитевидные кристаллы или волокнистые кристаллы берут с отражательной способностью в интервале длин волн λ = 0,3 - 2,4 мкм.

4. Многослойное покрытие по п.1, отличающееся тем, что в качестве связующего берут оптически прозрачное радиационно стойкое вещество.

5. Многослойное покрытие по п.1 или 4, отличающееся тем, что в качестве связующего взят поливиниловый спирт.