本發明涉及一種隔熱阻燃的氮化硅陶瓷涂層材料的制備方法及其涂層，屬于隔熱阻燃材料技術領域。
背景技術：
目前碳纖維在飛機、汽車等交通工具上的應用越來越多。碳纖維最大的特點是質輕高強，同體積的鋼材，碳纖維比它輕一大半，強度卻是他的四倍以上，減負功能是很明顯的，在沒有氧氣的環境中，他的使用溫度可達2000℃，在500℃時候強度可以達到110～300kg每平方毫米，溫度到1600℃的時候，它的抗拉強度不僅沒有減少反而更加高了，在180～600kg每平方毫米，碳纖維有很好的阻燃效果，溫度非常高的話，會象鐵絲一樣發紅而不是燒起來。
碳纖維常常和樹脂復合起來使用制備碳纖維板，但是制備的碳纖維復合板不能承受很高的溫度，不阻燃。這是因為碳纖維雖然耐高溫，但是樹脂達不到要求。阻燃碳纖維板的工藝復雜對原料的要求也很高。
目前通用的解決方案是采用加入阻燃劑，如磷系、氮系以及鹵素系的。但是這些含阻燃劑材料會引發環境問題，同時會降低材料的可回收性。還有一種方法是采用無機納米填料的方式作為阻燃劑，由于無機材料的熱導率大于有機材料的熱導率，會降低隔熱效果。
氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料。它能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000℃以上，同時，其熱震性能非常優異：急劇冷卻再急劇加熱，材料也不會碎裂。但是氮化硅陶瓷的燒結溫度通常很高，限制了其在隔熱領域的應用。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種隔熱阻燃氮化硅陶瓷涂層材料制備方法。所述的隔熱阻燃氮化硅陶瓷涂層材料是指應用于碳纖維板的表面涂敷，提高碳纖維板的阻燃效果。
本發明是通過以下技術方案實現的：
第一方面，本發明提供了一種隔熱阻燃的氮化硅陶瓷涂層材料的制備方法，其包括如下步驟：
將氮化硅粉體進行碾磨至粒度為100～200nm；
加入樹脂以及硅油等，得到含有氮化硅粉體的樹脂漿料，即為所述隔熱阻燃氮化硅陶瓷涂層材料。
作為優選方案，所述氮化硅粉體碾磨的具體操作為：
將氮化硅粉體投入高速攪拌磨中，以無水乙醇為碾磨介質，加入分散劑，在200-3000rpm的轉速下進行碾磨。
作為優選方案，所述氮化硅粉體與無水乙醇的重量比為1:(1～20)。
作為優選方案，所述分散劑的用量為氮化硅粉體重量的1～5％。
作為優選方案，所述分散劑為聚丙烯酰胺。
作為優選方案，所述樹脂的用量為氮化硅粉體體積的10～30％。
作為優選方案，所述樹脂選自丁二烯、苯乙烯和丙烯腈中的至少一種。
作為優選方案，所述高沸點有機溶劑的用量為氮化硅粉體重量的5～20％。
作為優選方案，所述高沸點有機溶劑的沸點不低于290℃，選自硅油、甘油、醇類或酮類。
第二方面，本發明還提供了一種由前述方法制備的隔熱阻燃的氮化硅陶瓷涂層材料形成的氮化硅陶瓷涂層。
所述氮化硅陶瓷涂層的制備方法為：將所述隔熱阻燃的氮化硅陶瓷涂層材料涂覆在碳纖維板表面，在碳纖維板表面進行原位聚合，得到樹脂涂層，在干燥過程中，漿料固化，有機溶劑部分揮發，在涂層中遺留下氣孔。在使用過程中，當遇到高溫后，涂層中的剩余有機溶劑有序揮發，最終形成多孔結構的隔熱陶瓷涂層，實現對碳纖維板的隔熱，碳化硅陶瓷起到阻燃作用。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
1、本發明巧妙地解決了氮化硅陶瓷燒結溫度高的難題，思路是在碳纖維板的表面涂敷含氣孔的氮化硅陶瓷涂層，在工況條件中隨著涂層中有機物的可控揮發最終形成具備隔熱特性的多孔氮化硅陶瓷涂層從而實現對碳纖維板的隔熱阻燃，因此能夠成功制備具有阻燃隔熱性能良好的隔熱阻燃涂層；
2、本發明方法工藝簡單、環保，適于大規模工業化生產。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
實施例1
本實施例提供一種隔熱阻燃的氮化硅陶瓷涂層的制備方法，其具體包括如下步驟：
將氮化硅粉體投入高速攪拌磨中，以無水乙醇為碾磨介質，加入分散劑聚丙烯酰胺，在500rpm的轉速下碾磨至粉體粒度d50＝150nm，控制氮化硅粉體與無水乙醇的重量比為1:1.5，聚丙烯酰胺的用量為氮化硅粉體重量的1％；
加入丁二烯和甘油，得到含有氮化硅粉體的樹脂漿料，控制丁二烯的用量為氮化硅粉體體積的20％，硅油的用量為氮化硅粉體重量的10％；
將含有氮化硅粉體的樹脂漿料涂敷在碳纖維板上，經過原位聚合得到含氮化硅粉體的樹脂涂層。
本發明制備的材料的導熱系數0.1w/(m·k)，材料的氧指數(loi)＝36屬于高阻燃材料。
實施例2
本實施例提供一種隔熱阻燃的氮化硅陶瓷涂層的制備方法，其具體包括如下步驟：
將氮化硅粉體投入高速攪拌磨中，以無水乙醇為碾磨介質，加入分散劑聚丙烯酰胺，在400rpm的轉速下碾磨至粉體粒度d50＝100nm，控制氮化硅粉體與無水乙醇的重量比為1:2，聚丙烯酰胺的用量為氮化硅粉體重量的5％；
加入丁二烯、丙烯腈和硅油，得到含有氮化硅粉體的樹脂漿料，控制丁二烯和丙烯腈的總用量為氮化硅粉體體積的30％，硅油的用量為氮化硅粉體重量的5％；
將含有氮化硅粉體的樹脂漿料涂敷在碳纖維板上，經過原位聚合得到含氮化硅粉體的樹脂涂層。
本發明制備的材料的導熱系數0.12w/(m·k)，材料的氧指數(loi)＝30屬于阻燃材料。
實施例3
本實施例提供一種隔熱阻燃的氮化硅陶瓷涂層的制備方法，其具體包括如下步驟：
將氮化硅粉體投入高速攪拌磨中，以無水乙醇為碾磨介質，加入分散劑聚丙烯酰胺，在1000rpm的轉速下碾磨至粉體粒度d50＝200nm，控制氮化硅粉體與無水乙醇的重量比為1:15，聚丙烯酰胺的用量為氮化硅粉體重量的3％；
加入丁二烯、苯乙烯、丁二烯和硅油，得到含有氮化硅粉體的樹脂漿料，控制丁二烯、苯乙烯、丁二烯的總用量為氮化硅粉體體積的20％，硅油的用量為氮化硅粉體重量的15％；
將含有氮化硅粉體的樹脂漿料涂敷在碳纖維板上，經過原位聚合得到含氮化硅粉體的樹脂涂層。
本發明制備的材料的導熱系數0.12w/(m·k)，材料的氧指數(loi)＝37屬于高阻燃材料。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。