改性ZnO基有机热控白漆的合成与表征

摘要

热控涂层作为航天器热控系统的重要组成部分,在航天器上具有广泛的应用。有机热控白漆具有许多优良的性质,但是其长期空间稳定性方面尚有提升空间,因此,研究长寿命的有机热控白漆对长寿命航天器就具有重要的意义。
　　本文以国产甲基封端有机硅树脂、进口苯基封端有机硅树脂,ZnO及改性ZnO粉为主要原料,探讨新型改性ZnO有机热控白漆的合成工艺。并用90keV质子辐照,研究了上述ZnO有机白漆的辐照损伤机理。
　　试验结果表明,以国产甲基封端硅树脂为粘结剂,自制改性助剂及改性ZnO粉为主要原料制备的改性ZnO基有机热控白漆,具有最佳的综合性能和辐照稳定性。质子辐照前后的分析、测试结果表明,以国产甲基封端硅树脂和改性ZnO粉合成的有机热控白漆,不但具有良好的漆膜硬度、基体附着力等工艺性能,而且具有优良的初始光学性能(αs≤0.2)和耐辐照稳定性。改性ZnO基热控白漆在90keV质子辐照5×1015cm-2注量后,△αs退化为0.12,相较于传统ZnO白漆,稳定性提高了50％左右。紫外-可见-近红外光谱、FTIR光谱及PL光谱分析表明,ZnO颜料辐照下产生缺陷是ZnO有机硅树脂热控白漆性能退化的主要原因。改性ZnO粉能够有效减少氧空位,锌填隙等辐照缺陷的种类和数量,不仅提高了ZnO粉的质子辐照稳定性,同时有效降低了涂层体系中吸附氧含量,从而减少粘结剂中化学键的破坏程度。
　　本论文在三因素三水平正交试验和ZnO颜料临界体积浓度的计算基础上，最终确定了改性ZnO有机白漆的最佳合成工艺。

目录

改性 ZnO基有机热控白漆的合成与表征

THE SYNTHESIS AND CHARACTERIZED OF MODIFIED ZnO-BASED ORGANIC THERMAL CONTROL COATING

摘 要

Abstract

目 录

第 1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 ZnO/硅树脂有机热控涂层

1.2.1 涂层的热控原理

1.2.2OZnO/硅树脂有机热控涂层组成

1.3 空间环境效应及其对热控涂层的影响

1.3.1 空间环境概述空

1.3.2 空间环境对热控涂层的影响

1.4 国内外研究现状及分析

1.4.1 ZnOZnOZnO/硅树脂白漆的研

1.4.2 改性有机硅树脂的研究现状

1.4.3 改性ZnO基有机热控涂层的研究现状

1.5 研究的目的及内容

第2 章 材料设备及试验方法

2.1 试验材料

2.2 试验设备

2.2.1 合成有机热控白漆的设备

2.2.2 辐照试验设备及辐照参数

2.3 分析测试设备及方法

2.3.1 傅立叶变换红外光谱分析

2.3.2 光致荧光光谱（PL）分析

2.3.3 光学性能测试

2.3.4 漆膜干燥时间测量

2.3.4 漆膜干燥时间测量

2.3.5 漆膜硬度的测量

2.3.6 漆膜附着力的测量

第3 章 热控白漆的配方及合成工艺的研究

3.1 热控白漆配方的讨论及确定

3.1.1 粘结剂的讨论及确定

3.1.2 颜料的讨论及确定

3.1.3 溶剂的讨论及确定

3.2 试样制备工艺的确定

3.2.1 试样基材的处理

3.2.2 试样制备过程中应注意的问题

3.2.3 试样的制备

3.3 利用光学性能最终确定白漆配方

3.3.1 有机硅树脂的光学性能测试

3.3.2 填料ZnO 的光学性能测试

3.3.3 不同ZnO 含量白漆的光学性能测试

3.4 本章小结

第4 章 热控白漆质子辐照损伤效应分析

4.1 热控白漆的质子辐照试验

4.2 质子辐照下有机热控白漆的光学性能分析

4.3 质子辐照下有机热控白漆红外光谱分析

4.4 质子辐照下有机热控白漆荧光光谱分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致谢