“天宫一号”即将升空 高科技涂料保驾护航

2011-09-22 | 来源：中国涂料在线 | 作者：

   2011年9月20日，酒泉卫星发射中心，晴空万里。9时整，“天宫一号”端坐在70米高的长征二号F运载火箭上，沿着一条1500米长的无缝铁轨，经过1小时7分钟的移动，顺利转运至发射场。至此，备受瞩目的“天宫一号”，正式进入发射倒计时。

      天宫一号是中国首个空间实验室的名称，中国将于2010年—2011年底发射“天宫一号”目标飞行器，分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接。从而建立第一个中国空间实验室。中国载人航天工程新闻发言人2011年9月20日宣布，天宫一号将于9月27日至30日在酒泉择机发射。天宫一号目标飞行器、长征二F运载火箭组合体已转运至发射区。

火箭涂料飞速发展

      现代航天技术飞速发展，中国、美国、俄罗斯等国家都有自己稳定的火箭系列。火箭是众多高科技技术的集合体，其中高科技特种涂料则为火箭穿上一层薄而坚韧的保护衣。

都知道要把人造卫星送入太空，需要推力很大的宇宙火箭，并且要求火箭的飞行速度达到每秒8公里以 上才行。在这样快的速度下，火箭外壳与大气摩擦将会产生上千度的高温。与此同时，当火箭发动机工作时，还要喷出几千度的高温气流，这样一来，火箭就得承受摄氏几千度的高温。一般来说，火箭的外壳是用钛合金、铍合金和铝合金等材料做成的，而这些合金材料很容易传热。要是火箭的外壳直接接触这样的高温，那么火 箭外壳的强度将会大大减弱，几千度的高温就很快传到火箭内部，烧坏火箭的各种自动控制仪器和电子元件，火箭也就无法按预定的轨道正常飞行。为了防止几千度的高温传入火箭内部，使火箭内的各种仪表正常工作，人们想办法给火箭外壳涂上一层又轻又薄的特种涂料——耐烧蚀隔热涂料。涂上这种涂料，就好比给火箭穿上了一件石棉衣服，火箭在大气中飞行就安全无恙了。

新型科技护航火箭发射

      大 多数涂料是以有机树脂为基料的。它为什么在高温时，会有不燃烧和隔热的性能呢？科学家通过长期的科学实验，发现只要合成一种含有硅、磷、氮、硼、氯等元素的有机树脂，它就具有耐高温和自熄的特性。如果再在这类耐高温的树脂中，加入一些无机填料（如二氧化硅、云母粉、碳硼纤维等）和升华物质（如氧化硒、硫化 汞等），就可以制得一种既耐高温又有良好隔热性能的涂料。

      这 种特种涂料可以采用一般的涂刷、喷、刮的方法，把它紧密地覆盖在火箭的外壳上。当火箭在大气中高速飞行时，火箭外壳和气流摩擦所产生的热量，使涂层中的升华物质渐渐挥发，与此同时，耐高温有机树脂形成了微孔的碳化层。在这个过程中，虽然涂料表面消融了，但也带走了部分热量。留下的碳化层就好象一道隔热的屏 障，把外界大部分热量隔绝掉。

当然，火箭在高速飞行时，气流有可能把这层碳化层冲走，但是涂层的厚度是根据火箭飞行时间，涂料消融速度和涂层的隔热效果设计的。冲走了一层碳化层，它还“后继有人”，下面没有碳化的涂层又开始“赴汤蹈火”，直到火箭完成飞行使命为止。

支撑火箭顺利升空的支架涂料

      笔者了解到其实塔架上用的漆和其它钢结构没什么两样，太原重工承建的西昌发射塔架以前用的涂料是醇酸漆。火箭发射时四周围的支架可能受到短时高温冲击，会融化掉一些。要在周围几根柱子上涂些高温漆，防止高温让支架损毁严重，在以前火箭四周使用的是耐高温铝粉漆。

      笔者现在就来介绍下火箭支架的保护者高温漆是一种能长期或短期内在高温表面工作的保护，具有普通油漆不具备的优良耐热性！目前最为常用的高温漆种类要数有机硅元素类高温漆和无机耐高温漆，有机硅树脂是一种能经受200-1000度的高温，无机高温漆可以长时间耐温1700℃，且觉有绝缘等特性的树脂，是在制备高温漆时不(coatingol)可缺少的一类原材料！因此如果要

了解高温漆就必须先了解有机硅高温树脂：

      硅树脂是一种热固性的塑料，它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性。250℃加热24小时后,硅树脂失重仅为2～8%。硅树脂另一突出的性能是优异的电绝缘性能,它在宽的温度和频率范围内均能保持其良好的绝缘性能。一般硅树脂的电击穿强度为50千伏／毫米，体积电阻率为1013～1015欧姆厘米，介电常数为3，介电损耗角正切值在10-30左右。此外，硅树脂还具有卓越的耐潮、防水、防锈、耐寒、耐臭氧和耐候性能，对绝大多数含水的化学试剂如稀矿物酸的耐腐蚀性能良好，但耐溶剂的性能较差。

火箭涂料作为高科技的涂料，为我国高科技事业做出了自己的贡献。