一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料及涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料及涂层的制备方法，属于化工材料技术领域。包括树脂A、树脂B、颜填料、紫外吸收剂、助剂、溶剂和固化剂，其各组分的质量份数为：树脂A 40～70份；树脂B 40～70份；颜填料30～250份；紫外吸收剂0～5份；助剂3～10份；溶剂50～100份；固化剂80～140份；其中，所述树脂A为聚硅氧烷改性环氧树脂；所述树脂B为环氧树脂。本发明专利技术的涂料制成涂层材料仅需单层涂覆即可达到传统底、中、面多层结构涂层体系对基材的防护效果，实现了单层涂层的功能梯度化，涂层同时具有显著的耐候性和良好的防腐作用。

A kind of antirust and weather resistant functional gradient bottom integrated coating and the preparation method of the coating

The invention discloses a preparation method of an integrated antirust and weathering functional gradient bottom surface coating and a coating, belonging to the technical field of chemical materials. It includes resin A, resin B, pigments and fillers, UV absorbers, auxiliaries, solvents and curing agents. The weight parts of each component are: resin a 40-70 parts; resin B 40-70 parts; pigments and fillers 30-250 parts; UV absorbers 0-5 parts; auxiliaries 3-10 parts; solvents 50-100 parts; curing agents 80-140 parts. Wherein, resin A is polysiloxane modified epoxy resin; resin B is ring Oxygen resin. The coating material of the invention can achieve the protective effect of the traditional bottom, middle and surface multi-layer structure coating system on the base material only by single-layer coating, realize the function gradient of the single-layer coating, and the coating has the remarkable weather resistance and good anti-corrosion effect at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料及涂层的制备方法
本专利技术属于化工材料
，具体地说本专利技术是一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料及涂层的制备方法。
技术介绍
目前国内部署至南沙岛礁的武器装备面对高温、高湿、高盐、强紫外线气候环境，其腐蚀防护措施依然采用的是传统底、中、面多层结构设计的常规聚氨酯防护涂层体系，经历南沙岛礁高紫外线辐射环境下的实际应用证明：现有防护涂层体系不足5年使用寿命，频繁的维修工作严重限制了我国武器装备的战斗力。我国南沙岛礁海洋大气环境具有盐雾重、湿度高、日照强烈等特殊的自然条件，钢铁等基材在此种环境类型中腐蚀严重，通过涂层的防护可有效提高基材的防腐性能。我国部署至南沙岛礁的武器装备腐蚀防护措施采用传统底、中、面多层结构，即底漆采用环氧富锌底漆，底漆采用环氧磷酸锌底漆、环氧富锌底漆、无机富锌底漆及热喷锌/喷铝涂层。其中无机富锌底漆包括醇溶型无机富锌底漆和水性无机富锌底漆；中间漆采用环氧云铁中间漆，环氧云铁中间漆具有优异的屏蔽性能、力学性能及适当的粗糙度而与面漆配套性好；面漆采用聚氨酯面漆，聚氨酯面漆具有较强的耐候性，主要抗紫外线老化的作用。但由于该体系须多层涂装，导致工序繁多，施工、维修操作复杂，涂层性能易受施工水平、气候环境等条件影响，导致涂层寿命未能达到预期效果。功能梯度材料(functionallygradedmaterial，FGM)是指一类在结构和组成要素上连续或准连续变化，从而获得性能相应于结构与组成变化而渐变的非均质材料。目前有关梯度材料的研究内容包括以下3个方面：(1)进行材料结构设计与优化；(2)通过一定的复合手段和控制方法来制备梯度材料；(3)进行性能评价，以检验和修正设计与制备过程中的技术参数和工艺条件。我国一些科研院所和高等院校自20世纪90年代起开始了对功能梯度涂层的研究，并且将功能梯度涂层的研究与开发列入了国家“863”计划。哈尔滨工业大学、武汉理工大学、华中理工大学、北京航空研究所、上海硅酸盐研究所等单位先后开展了这方面的研究工作。此外，浙江大学和南京大学等单位也开展了梯度热电材料方面的研究并取得了一些研究成果。经检索，中国专利申请号为201410652035.3，申请公开日为2015年2月25日的专利申请文件公开了一种梯度复合结构透明超疏水涂层及其制备方法。该专利的梯度复合结构透明超疏水涂层兼具透明和超疏水的双重特性，由自上而下依次排列的环氧底面粘结层、烷基烷氧基硅烷疏水中间层、表面改性功能层组成，但需要将烷基烷氧基硅烷疏水中间层溶液反复涂覆在环氧底面粘结层上，不能实现涂层自分层，且工艺复杂难以推广。再如，中国专利申请号为201510718607.8，申请公开日为2016年1月13日的专利申请文件公开了一种耐候型环氧涂料及其制备方法。该专利的涂料，按重量份由以下组分组成：改性环氧树脂聚合物30-32份、聚硅氧烷树脂聚合物20-24份、硅改性脂环胺环氧固化剂10-14份、硅改性聚酰胺固化剂25-27份、硅烷偶联剂1-3份、着色颜料2-4份、防锈颜料1-2份、无机填料6-8份、紫外线吸收剂0.5-1份、分散润湿剂0.3-0.5份、增稠剂0.3-0.5份、消泡剂0.4-0.6份和流平剂0.1-0.3份。该涂料耐候性好，可以作为底漆和面漆使用。该专利技术还相应提供了其制备方法。但是，该环氧涂料使用的改性环氧树脂不能得知其具体的结构，进而也无法得知其与聚硅氧烷树脂的相容性如何，并且该涂料在固化过程中可选择的固化剂范围小。因此，亟需开发一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料及涂层的制备方法。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有防锈耐候等防护涂层体系均为多层结构设计的问题，不仅导致涂层的施工工序繁琐，防护涂层的使用寿命还不高，需定期经常维修，本专利技术提供一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，通过优化涂料配方，根据基材的不同，涂料涂覆后形成功能梯度化的非均质结构，即涂层外表面一侧具有耐老化、长寿命、抗污自洁及防水等优点，而涂层内表面一侧则为耐腐蚀、粘接性能好、价格较低的聚合物，同时实现对武器装备多重防护的目的。本专利技术还提供了一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂层的制备方法，用于南海岛礁环境下钢基材武器装备的防护，起到防腐、抗老化的效果，减少涂层的施工工序，降低成本，弥补传统涂层结构体系不足，延长相关防护对象服役寿命。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，包括树脂A、树脂B、颜填料、紫外吸收剂、助剂、溶剂和固化剂，其各组分的质量份数为：其中，所述树脂A为聚硅氧烷改性环氧树脂；所述树脂B为环氧树脂。进一步地，所述树脂B为双酚A环氧树脂、脂环族环氧树脂或酚醛环氧树脂。进一步地，所述树脂A与树脂B质量比为1：(1～1.5)。优选地，所述树脂A与树脂B质量比为1：(1～1.3)。进一步地，所述颜填料包括但不限于防腐填料、重晶石、片状填料、沉淀硫酸钡和颜料。进一步地，所述颜填料的质量占整个涂料体系总质量的10％～45％，优选地，所述颜填料的质量占整个涂料体系总质量的20％～40％，此范围得到的涂层具有更好的防腐性能。进一步地，所述的紫外吸收剂为UV-292、UV-928、UV-1130和UV-123中的一种或两种及以上的组合物。进一步地，所述的助剂包括但不限于分散剂、防沉剂，其中，所述分散剂为德谦BYK-110和/或BYK-320，所述防沉剂为气相二氧化硅、有机膨润土和聚酰胺树脂中的一种或两种及以上的组合物。进一步地，所述的溶剂为二甲苯、正丁醇和醋酸丁酯中的一种或两种及以上的组合物。进一步地，所述的固化剂为聚酰胺固化剂、酚醛胺固化剂和脂肪族固化剂的一种或两种及以上的组合物。一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂层的制备方法，步骤为：(1)将树脂A和树脂B按比例混合，搅拌25～35分钟，控制料温在50℃以下，制成分散均匀的环氧树脂基料；(2)将步骤(1)中的环氧树脂基料和溶剂混合均匀，然后加入助剂、紫外吸收剂配制成环氧树脂基料溶液；(3)将颜填料加入到步骤(2)所得到的环氧树脂基料溶液中，搅拌25～35分钟，控制料温在50℃以下，制成分散均匀的色浆溶液；(4)将固化剂加入步骤(3)的色浆溶液中，搅拌均匀，采用刷涂、喷涂或辊涂工艺，涂覆于基板上，自然放置；(5)将步骤(4)中涂覆色浆溶液的基板干燥，涂膜固化，即可得具有防锈耐候功能梯度型底面一体化涂层。进一步地，所述步骤(1)和步骤(3)中搅拌的转速为1500～2800转/min；所述步骤(5)中，干燥环境的温度为5℃～40℃；干燥环境的湿度小于85％。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的涂料为一种同时具有优越耐候性能与防锈性能的一体化的涂料，具有施工简单，无需复杂设备，成本较低；制成涂层材料仅需单层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，其特征在于：包括树脂A、树脂B、颜填料、紫外吸收剂、助剂、溶剂和固化剂，其各组分的质量份数为：/n

【技术特征摘要】
1.一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，其特征在于：包括树脂A、树脂B、颜填料、紫外吸收剂、助剂、溶剂和固化剂，其各组分的质量份数为：



其中，所述树脂A为聚硅氧烷改性环氧树脂；所述树脂B为环氧树脂。


2.根据权利要求1所述的一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，其特征在于：所述树脂B为双酚A环氧树脂、脂环族环氧树脂或酚醛环氧树脂。


3.根据权利要求1或2所述的一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，其特征在于：所述树脂A与树脂B质量比为1：(1～1.5)，优选树脂A与树脂B质量比为1：(1～1.3)。


4.根据权利要求1所述的一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，其特征在于：所述颜填料包括但不限于防腐填料、重晶石、片状填料、沉淀硫酸钡或颜料，所述颜填料的质量占整个涂料体系总质量的10％～45％，优选所述颜填料的质量占整个涂料体系总质量的20％～40％。


5.根据权利要求1所述的一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，其特征在于：所述的紫外吸收剂为UV-292、UV-928、UV-1130和UV-123中的一种或两种及以上的组合物。


6.根据权利要求1所述的一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料，其特征在于：所述的助剂包括但不限于消泡剂、分散剂、防沉剂，其中，所述分散剂为德谦BYK-110和/或BYK-320，所述防沉剂为气相二氧化硅、有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张心悦，陈凯锋，张黎黎，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41