一种树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆及使用方法技术

本发明专利技术属于树脂基复合材料防护涂层领域，尤其涉及一种树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆及使用方法；包括质量比为100:20～25的A组分和B组分；所述A组分包括以重量份数计的环氧树脂45～55份、端羧基丁腈橡胶15～20份，铝粉15～25份，混合溶剂12～16份，防沉剂1～2份；所述B组分包括以重量份数计的胺类固化剂45～52份、混合溶剂46～55份。本发明专利技术提供的树脂基复合材料喷涂涂层用底漆具有工艺过程可控性强、成本低、施工简便，与喷涂涂层界面融合性能好等优点，制备涂层结合强度可以达到20MPa以上，适用于树脂基复合材料喷涂涂层用打底层。

A primer for thermal spray coating on resin matrix composite and its application method

The invention belongs to the field of resin matrix composite protective coating, in particular to a primer for thermal spraying coating on the surface of resin matrix composite and its application method, including component A and component B with a mass ratio of 100:20-25; the component a includes 45-55 parts of epoxy resin, 15-20 parts of carboxyl terminated NBR, 15-25 parts of aluminum powder, 12-16 parts of mixed solvent, and 1 part of anti settling agent The B component comprises 45-52 parts of amine curing agent and 46-55 parts of mixed solvent by weight. The primer for spraying coating of resin matrix composite material provided by the invention has the advantages of strong process controllability, low cost, simple construction, good interface fusion performance with spraying coating, and the prepared coating bonding strength can reach above 20MPa, which is suitable for the primer for spraying coating of resin matrix composite material.

【技术实现步骤摘要】
一种树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆及使用方法
本专利技术属于树脂基复合材料防护涂层领域，尤其涉及一种树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆及使用方法。
技术介绍
先进树脂基复合材料(PMC)具有比强度高、可设计性强、抗疲劳断裂性能好等优势，在飞机和航空发动机领域的应用日益增加。由于树脂基复合材料电性能、抗冲刷和耐温性能不足，通常需要采用热喷涂技术在树脂基复合材料表面制备导电、抗冲刷、隔热防护涂层。树脂基复合材料相对于金属材料，耐温性能、导热性能和热膨胀系数与涂层材料差异较大，采用喷涂工艺制备涂层主要存在以下几方面问题：一、喷涂过程中，树脂基体导热性能不足，造成局部碳化放气，形成界面空洞；二、热膨胀系数不匹配，涂层与树脂基界面产生较大残余应力；三、喷涂涂层材料与树脂界面润湿性能差，无法形成快速铺展。由于以上几方面问题，造成树脂基复合材料表面喷涂涂层结合强度不足，极大限制了树脂基复合材料的应用。通过在树脂基复合材料和喷涂涂层间制备底层结构，可以提升涂层与树脂基基体界面结合强度。专利CN107552360提出了一种由热固性树脂和热塑性树脂的打底层结构，由于仍无法解决喷涂过程中的热传导问题，要求控制喷涂过程中表面温度在60℃以下，对结合强度的提升有限；专利CN108374139提出了通过在聚酰胺复合材料表面激光刻蚀造型和金属打底层相结合的预处理工艺，大幅提升了涂层与基体间的结合力，由于过程中需要采用激光刻蚀工艺，易造成复合材料本体的损伤，同时成本高，工艺难度大，大批量工程化推广难度较大；专利CN107880299提出了一种碳纤维复合材料表面金属涂层的制备方法，采用树脂金属有机杂化底漆，获得了较高的界面结合力，其采用的底漆成分为1质量份环氧树脂溶解于1-3质量份乙酸丁酯中获得A组分；将0.1-1质量份铝粉溶解于0.1-2质量份乙酸丁酯中，搅拌制得B组分；将所述A组分和B组分搅拌混合，得到树脂金属有机杂化漆料。由于环氧树脂固化物的三维网状结构，使分子链难以滑动，故其耐热性、耐疲劳性和抗冲击性相对较差。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种具有低成本、高结合强度的树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆的成分。本专利技术的技术解决方案是，一种树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆，其特征在于，采用改性环氧树脂与金属粉体混合底漆，包括A组份和B组份；A组分由下述重量百分比组分均匀混合制得：环氧树脂45～55％、端羧基丁腈橡胶15～20％、金属粉15～25％、混合溶剂12～16％、防沉剂1～2％；B组分由下述重量百分比组分均匀混合制得：胺类固化剂45～52％、混合溶剂48～55％；A组分与B组分按质量比100：(20～25)混合均匀。所述改性环氧树脂为反应性的液体端羧基丁腈基橡胶(CTBN)对环氧树脂进行改性，即CTBN分子链两端的端羧基集团与环氧树脂中的环氧基反应，在固化过程中析出橡胶相。所述端羧丁基橡胶选自丙烯腈含量18％-28％中的任意一种或几种端羧丁基橡胶混合。所述环氧树脂选自E-44型环氧树脂、E-51型双酚A环氧树脂中的任意一种或几种混合。所述金属粉为Cu粉、Ni粉、Al粉及其合金粉，粉体粒径为30～90μm。所述防沉剂为有机膨润土类防沉剂、聚酰胺蜡防沉剂和改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮溶液任意一种或几种混合。所述A组分与B组分分别包装，使用时按比例混合。一种树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆的使用方法，包含以下步骤：(1)采用工业丙酮或碱性清洗剂对树脂基复合材料表面进行擦洗，采用压缩空气吹干表面后待用，(2)采用室温气体喷枪将配好的改性环氧树脂与金属粉体混合底漆均匀的喷涂于树脂基复合材料表面；(3)在60～120℃环境下，固化0.5～2小时，获得厚度为50～70μm打底层。所述树脂基复合材料表面采用砂纸手工进行打磨处理。本专利技术具有的优点和有益效果，本专利技术采用反应性的液体端羧基丁腈基橡胶(CTBN)对环氧树脂进行改性可大大提高固化物的韧性和耐久性，同时可以改善树脂基与金属粉体的界面融合能力。这主要是由于CTBN分子链两端的端羧基集团可以与环氧树脂中的环氧基反应，并且在固化过程中离析出橡胶相；当材料受到破坏时，分散相粒子使裂纹的扩展分叉、转向，从而达到了增韧和提高耐久性的目的。通过Cu粉、Ni粉及其合金粉体的添加，不但提升了树脂基体在喷涂过程中的热传导能力，而裸露在表面的金属大颗粒有助于与喷涂涂层形成较强的机械结合，进一步提升了涂层界面结合力。本专利技术提供的树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆，具有韧性好，工艺过程可控性强、成本低，与喷涂涂层界面融合性能好等优势。具体实施方式以下叙述并不限制本专利技术。以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。应该理解的是，本专利技术实施例所述制备方法仅仅是用于说明本专利技术，而不是对本专利技术的限制，在本专利技术的构思前提下对本专利技术制备方法的简单改进都属于本专利技术要求保护的范围。实施例1A组份包括E-44型环氧树脂55g、端羧丁基橡胶16g(丙烯腈含量28％)、铜粉16g、混合溶剂12g、有机膨润土类防沉剂1g。B组分包括胺类固化剂(改性脂环胺)45g，混合溶剂(二甲苯及乙正丁醇)55g。铜粉纯度为99.2％，粒度为(15～45)μm。重量比为100：22的A组份和B组份，搅拌均匀后采用空气喷枪进行漆膜喷涂，120℃固化30min后，表面进行喷砂处理，采用火焰喷涂制备0.2mmAl涂层，漆膜厚度55μm，拉伸法测定结合强度为22.93MPa。实施例2A组份包括E-51型环氧树脂50g、端羧丁基橡胶18g(丙烯腈含量18％)、镍粉20g、混合溶剂16g、聚酰胺蜡防沉剂1g。B组分包括胺类固化剂(改性脂环胺)52g，混合溶剂(二甲苯及乙正丁醇)48g。镍粉纯度为99.0％，粒度为(30～53)μm。重量比为100：25的A组份和B组份，搅拌均匀后采用空气喷枪进行漆膜喷涂，100℃固化60min后，表面进行喷砂处理后，采用爆炸喷涂0.15mmCu涂层，漆膜厚度60μm，拉伸法测定涂层结合强度为27.83MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆，其特征在于，采用改性环氧树脂与金属粉体混合底漆，包括A组份和B组份；A组分由下述重量百分比组分均匀混合制得：环氧树脂45～55％、端羧基丁腈橡胶15～20％、金属粉15～25％、混合溶剂12～16％、防沉剂1～2％；B组分由下述重量百分比组分均匀混合制得：胺类固化剂45～52％、混合溶剂48～55％；A组分与B组分按质量比100：(20～25)混合均匀。/n

【技术特征摘要】
1.一种树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆，其特征在于，采用改性环氧树脂与金属粉体混合底漆，包括A组份和B组份；A组分由下述重量百分比组分均匀混合制得：环氧树脂45～55％、端羧基丁腈橡胶15～20％、金属粉15～25％、混合溶剂12～16％、防沉剂1～2％；B组分由下述重量百分比组分均匀混合制得：胺类固化剂45～52％、混合溶剂48～55％；A组分与B组分按质量比100：(20～25)混合均匀。


2.如权利要求1所述的树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆，其特征在于，所述改性环氧树脂为反应性的液体端羧基丁腈基橡胶CTBN对环氧树脂进行改性，即CTBN分子链两端的端羧基集团与环氧树脂中的环氧基反应，在固化过程中析出橡胶相。


3.如权利要求2所述的树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆，其特征在于，所述端羧丁基橡胶选自丙烯腈含量18％-28％中的任意一种或几种端羧丁基橡胶混合。


4.如权利要求1所述的树脂基复合材料表面热喷涂涂层用底漆，其特征在于，所述环氧树脂选自E-44型环氧树脂、E-51型双酚A环氧树脂中的任意一种或几种混合。


5.如权利要求1所述的树脂基复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔永静，王菁，王长亮，汤智慧，沙金，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11