一种耐摩擦防腐自修复复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐摩擦防腐自修复复合涂层及其制备方法，属于涂层技术领域。解决了现有技术中同类涂层摩擦损耗大、受到尖锐物体划伤会造成无法修复的永久性破坏等问题。本发明专利技术的复合涂层包括底漆和面漆；底漆包括氟碳底漆和氟碳底漆固化剂，底漆的厚度为20～30μm；面漆包括质量比为(0.90～1.10):1的氟碳涂料和聚氨酯弹性体涂料，面漆厚度为0.4～0.6mm。该复合涂层兼具耐海水腐蚀性、抗摩擦性和抗冲击性，且涂层厚度小，具有一定的弹性，能够抵抗有异物冲击涂层表面时产生的破坏，在受到尖锐物体一定程度划伤时(小于总厚度50％)，可实现涂层的自修复功能。

A Self-repairing Composite Coating with Friction Resistance and Corrosion Protection and Its Preparation Method

The invention discloses a friction-resistant and corrosion-resistant self-repairing composite coating and a preparation method thereof, which belongs to the coating technical field. It solves the problems of large friction loss of the same kind of coating in the prior art and permanent damage caused by scratches on sharp objects that can not be repaired. The composite coating of the invention includes primer and topcoat; primer includes fluorocarbon primer and curing agent of fluorocarbon primer, the thickness of primer is 20-30 um; topcoat includes fluorocarbon coating and polyurethane elastomer coating with mass ratio of (0.90-1.10): 1, and the thickness of topcoat is 0.4-0.6 mm. The composite coating has the characteristics of seawater corrosion resistance, friction resistance and impact resistance. The coating thickness is small and has certain elasticity. It can resist the damage caused by foreign body impacting the surface of the coating. When the sharp object is scratched to a certain extent (less than 50% of the total thickness), the self-repairing function of the coating can be realized.

【技术实现步骤摘要】
一种耐摩擦防腐自修复复合涂层及其制备方法
本专利技术属于涂层
，具体涉及一种耐摩擦防腐自修复复合涂层及其制备方法。
技术介绍
涂料，指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已取代了植物油，故称为涂料。涂料按功能可分为：装饰涂料、防腐涂料、导电涂料、防锈涂料、耐高温涂料、示温涂料、隔热涂料、防火涂料、防水涂料等。涂层是涂料施涂所得到的固态连续膜。现有涂料技术中，防腐耐磨涂层大多是由树脂基体材料、金属或其氧化物粉末组成。但这类涂层涂覆在设备和部件上固化后，普遍存在抗摩擦性能差、弹性小、厚度偏大、在较大应力冲击时易产生破坏、使用寿命短等缺点，无法满足使用要求。常规的氟碳涂料具有耐候性、耐高低温性、耐化学药品性，且形成涂层后具有独特的疏水性、低摩擦性和不粘性，但固化后硬度偏高刚性较大，受到尖锐物体划伤后会产生不可修复的永久性破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中防腐耐磨涂层厚度大、容易被尖锐物体划伤产生永久性破坏、抗摩擦性能差、耐腐蚀性差等缺点，提供一种耐摩擦防腐自修复复合涂层及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案如下。本专利技术提供一种耐摩擦防腐自修复复合涂层，包括底漆和面漆；所述底漆包括氟碳底漆和氟碳底漆固化剂，底漆的厚度为20～30μm；所述面漆包括质量比为(0.90～1.10):1的氟碳涂料和聚氨酯弹性体涂料，面漆厚度为0.4～0.6mm。优选的是，所述氟碳底漆和氟碳底漆固化剂的质量比为(5～10):1。优选的是，所述氟碳涂料中，氟碳树脂与氟碳树脂固化剂的质量比为(5～12):1。更优选的是，所述氟碳树脂为氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂，氟碳树脂固化剂为多元醇改性的亚甲基二异氰酸酯。优选的是，所述聚氨酯弹性体涂料中，聚氨酯弹性体和聚氨酯弹性体固化剂的质量比为(2.5～5):1。更优选的是，所述聚氨酯弹性体是质量比为5:2的脂肪族异氰酸酯与小分子多元醇共聚物，所述聚氨酯弹性体固化剂为多异氰酸酯缩二脲预聚物或多异氰酸酯三聚体。优选的是，所述底漆和面漆中分别含有0.5wt％～1wt％的分散剂、1wt％～2wt％的流平剂、0.5wt％～1wt％的消泡剂、0.3wt％～0.5wt％的触变剂中的一种或多种。本专利技术还提供上述耐摩擦防腐自修复复合涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将氟碳底漆与氟碳底漆固化剂混合均匀后，调至粘度为20～35s，涂刷或喷涂在基底上，至达到所需厚度，常温固化6h以上，得到底漆；步骤二、将氟碳涂料和聚氨酯弹性体涂料充分搅拌混合，调至粘度为20～35s，得到的混合涂料静置放置10～15min进行预固化；步骤三、将预固化后的混合涂料喷涂或涂刷在打磨、清洗后的底漆上，直至厚度达到所需厚度，常温固化24h以上或45℃加热固化6h以上，得到耐摩擦防腐自修复复合涂层。优选的是，所述底漆和面漆经溶剂调节至所需粘度，所述溶剂为芳烃溶剂、脂类溶剂、酮类溶剂中的一种或多种。更优选的是，所述溶剂为质量比1:1:1的乙酸丁酯、正丁醇和丙酮的混合物或者质量比1:1:1的乙酸丁酯、正丁醇和甲苯的混合物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的耐摩擦防腐自修复复合涂层以氟碳底漆与氟碳底漆固化剂配合作为底漆，以氟碳涂料和聚氨酯弹性体涂料的混合涂料作为面漆，通过底漆与基体的结合，再将面漆涂覆，可有效提高涂层的力学性能；通过各组份的复配作用，复合涂层兼具耐腐蚀性、抗摩擦性和抗冲击性，且涂层厚度小，具有一定的弹性，能够抵抗有异物冲击涂层表面时产生的破坏，在受到尖锐物体一定程度划伤时(小于总厚度50％)，由于弹性体聚氨酯材料组分的作用，起到对涂层内部材料的有效保护作用，可实现涂层的自修复功能。同时涂层还具有良好的耐海水腐蚀性能，可应用在海洋领域应用。经实验检测，本专利技术的复合涂层的厚度仅为现有防腐涂层厚度的三分之一左右，按照GB/T5210—2006测试涂层固化后与基体之间正拉伸强度可达到10MPa以上，常温静态海水浸泡实验10000h涂层表面无起泡、涂层无脱落，经过-20～70℃周期交替实验50个周期(2h为一个周期)涂层表面无起泡、涂层无脱落；耐冲击、耐油、耐盐雾等测试均满足相关的技术指标要求。本专利技术的耐摩擦防腐自修复复合涂层易于现场施工，固化后无溶剂，对环境无污染。附图说明图1为本专利技术耐摩擦防腐自修复复合涂层中软硬相两种组份及添加助剂互嵌微观结构示意图。图2中，01和02分别为本专利技术实施例1和实施例2的耐摩擦防腐自修复复合涂层平面涂刷完成后的外观。图3为本专利技术耐摩擦防腐自修复复合涂层在高速剪切力的作用下施工的示意图。图4为本专利技术的耐摩擦防腐自修复复合涂层平面涂刷完成后的外观。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术的耐摩擦防腐自修复复合涂层，包括底漆和面漆，底漆和面漆从内至外紧密排列。其中，底漆包括质量比为(5～10):1的氟碳底漆和氟碳底漆固化剂，氟碳底漆和氟碳底漆固化剂存在对应关系，为本领域技术人员常用材料，均可以通过商购获得，如采用天津津海特种涂料有限公司的福熙氟碳防腐底漆与配套固化剂或者天津市迪美化工涂料有限公司的专用双组份底漆。该底漆可同时适用于有水和无水环境，适用性广。面漆包括质量比为(0.90～1.10):1的氟碳涂料和聚氨酯弹性体涂料。其中，氟碳涂料为硬相，包括质量比为(5～12):1的氟碳树脂与氟碳树脂固化剂。氟碳树脂为氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂，根据本领域技术人员熟知技术，当氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂确定后，其相应的固化剂即可以确定，固化剂能够固化氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂，常规选择即可，一般采用为多元醇改性的亚甲基二异氰酸酯等，可通过商购获得。聚氨酯弹性体涂料为软相，具备抗腐蚀性，包括质量比为(2.5～5):1的聚氨酯弹性体和聚氨酯弹性体固化剂。聚氨酯弹性体是质量比为5:2的脂肪族异氰酸酯与小分子多元醇共聚物，根据本领域技术人员熟知技术，当聚氨酯弹性体确定后，其相应的固化剂即可以确定，固化剂能够固化溶剂型聚氨酯树脂，常规选择即可，一般为多异氰酸酯缩二脲预聚物或多异氰酸酯三聚体(异氰尿酸酯)，可通过商购获得。面漆在保证抗冲击性能的同时，能够进一步提高涂层的抗腐蚀性。氟碳涂料和聚氨酯弹性体涂料两种有机高分子材料及对应的固化剂在物理搅拌方式下可实现均匀混合，在发生化学反应的固化过程中两种具有不同硬度性能的材料以互相嵌入的方式复合在一起，使面涂中的软相与硬相有机结合，从而实现了兼具耐腐蚀性、低摩擦性、一定的自修复性等优异性能。上述技术方案中，底漆的厚度为20～30μm，面漆厚度为0.4～0.6mm。需要说明的是，复合涂层各涂层的厚度如果超过最大值，会降低复合涂层的粘接强度；如果低于最小值，则不能达预期功能，所以厚度需在本专利技术的范围内。上述技术方案中，底漆和面漆的粘度分别为20～35s，该粘度为涂-4杯20-35s(GB/T1723—93)(本专利技术中粘度均按此国标检测)。上述技术方案中，底漆和面漆中分别可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.耐摩擦防腐自修复复合涂层，其特征在于，包括底漆和面漆；所述底漆包括氟碳底漆和氟碳底漆固化剂，底漆的厚度为20～30μm；所述面漆包括质量比为(0.90～1.10):1的氟碳涂料和聚氨酯弹性体涂料，面漆厚度为0.4～0.6mm。

【技术特征摘要】
1.耐摩擦防腐自修复复合涂层，其特征在于，包括底漆和面漆；所述底漆包括氟碳底漆和氟碳底漆固化剂，底漆的厚度为20～30μm；所述面漆包括质量比为(0.90～1.10):1的氟碳涂料和聚氨酯弹性体涂料，面漆厚度为0.4～0.6mm。2.根据权利要求1所述的耐摩擦防腐自修复复合涂层，其特征在于，所述氟碳底漆和氟碳底漆固化剂的质量比为(5～10):1。3.根据权利要求1所述的耐摩擦防腐自修复复合涂层，其特征在于，所述氟碳涂料中，氟碳树脂与氟碳树脂固化剂的质量比为(5～12):1。4.根据权利要求3所述的耐摩擦防腐自修复复合涂层，其特征在于，所述氟碳树脂为氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂，氟碳树脂固化剂为多元醇改性的亚甲基二异氰酸酯。5.根据权利要求1所述的耐摩擦防腐自修复复合涂层，其特征在于，所述聚氨酯弹性体涂料中，聚氨酯弹性体和聚氨酯弹性体固化剂的质量比为(2.5～5):1。6.根据权利要求5所述的耐摩擦防腐自修复复合涂层，其特征在于，所述聚氨酯弹性体是质量比为5:2的脂肪族异氰酸酯与小分子多元醇共聚物，所述聚氨酯弹性体固化剂为多异氰酸酯缩二脲预聚物或多异氰酸酯三聚体。7.根据权利要求1所述的耐摩擦防腐自修复复合涂层，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小牛，孙洪国，陈兆彬，王杰，王晓建，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22