一种具有快速修复功能的涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有快速修复功能的涂料及其制备方法。本发明专利技术提供的具有快速修复功能的涂料采用有机硅改性环氧树脂为主体树脂，并与聚氨酯改性环氧树脂、核壳结构环氧树脂混合使用，不仅有利于提高隐身涂层的附着力，还有助于提高隐身涂层的耐高低温和耐候性能，保证了隐身涂层在多种极端条件下的性能稳定；并且本发明专利技术使用的胺类压敏型微胶囊固化剂和改性吸波剂使制备的涂料固化时间大幅缩短、附着力大幅提升。力大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
一种具有快速修复功能的涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能涂料
，特别涉及一种具有快速修复功能的涂料及其制备方法。
技术背景
[0002]随着现代军事技术的发展，隐身涂层被广泛用于飞机、舰船、导弹及其它武器装备。在战场上、平时训练等引起的隐身涂层的划伤、擦伤等机械损伤都会严重影响到武器的隐身性能。涂层脱落部分使电磁波反射严重，从而会严重影响到飞机、舰艇等武器装备的隐身性能，使其难以发挥作战效能。在现代高技术应用的局部战争条件下，战场抢修时间的紧迫性要求损伤的装备必须在24～内被修复，否则它就不能够被投入本次战斗。
[0003]此外，为了满足隐身要求，现有的隐身涂层中存在吸波剂添加量很高，固化时间长(5～7天)，涂料分散性、涂层韧性、附着力以及耐候性有待提高等问题。
[0004]因此，在进行涂层修复时需要选择可以快速固化、固化效果更好的固化剂及在保证隐身效果较好的情况下减少吸波剂的添加量。然而，一些固化剂虽反应活性高，在短时间内可以实现固化，但由于固化时间太快来不及施工，同时还存在储存稳定性差、运输不方便等问题。并且现有的吸波剂存在散性差、与基体树脂界面结合力差的问题。

技术实现思路

[0005]为解决以上技术问题，本专利技术的第一个方面提供了一种具有快速修复功能的涂料，具体技术方案如下：
[0006]一种具有快速修复功能的涂料，按重量份计包括如下组分：
[0007]有机硅改性环氧树脂20～40份；
[0008]聚氨酯改性环氧树脂8～25份；r/>[0009]核壳结构环氧树脂5～30份；
[0010]胺类压敏型微胶囊固化剂5～25份；
[0011]改性吸波剂30～60份；
[0012]流平剂0.1～1份；
[0013]消泡剂0.1～1份；
[0014]表面润湿剂0.1～1份；
[0015]溶剂10～30份。
[0016]所述胺类压敏型微胶囊固化剂以硅酸酯为壳材原料，胺类固化剂为芯材原料，通过硅烷偶联剂一端交联硅酸酯形成二氧化硅壳材，另一端交联胺类固化剂包覆芯材制备得到。
[0017]所述溶剂为甲苯、乙酸乙酯、溶剂油或PMA中的一种或任意几种的复配物。
[0018]所述流平剂为聚醚或聚酯改性的有机硅聚合物和含氟类流平剂的组合，且聚醚或聚酯改性的有机硅聚合物与含氟类流平剂的质量比为1:1。
[0019]所述消泡剂为聚醚改性有机硅硅油。
[0020]所述表面润湿剂为烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯中的一种或几种。
[0021]本专利技术的第二个方面提供了一种具有快速修复功能的涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]1)取有机硅改性环氧树脂20～40份、聚氨酯改性环氧树脂8～25份、核壳结构环氧树脂5～30份、改性吸波剂30～60份、流平剂0.1～1份、消泡剂0.1～1份、表面润湿剂0.1～1份及10～30份溶剂置于容器内混合搅拌均匀；
[0023]2)再加入胺类压敏型微胶囊固化剂5～25份再次混合搅拌均匀，即制得具有快速修复功能的涂料。
[0024]所述2)中胺类压敏型微胶囊固化剂的制备方法包括以下步骤：
[0025]步骤1、取胺类固化剂溶解于去离子水中，得到混合溶液A1；
[0026]步骤2、将乳化剂加入到环己烷中分散均匀，得到分散液A2；
[0027]步骤3、将A1加入A2中低速搅拌均匀，得到混合液A3；
[0028]步骤4、将硅酸酯和硅烷偶联剂混合再溶于环己烷中得到混合液A4；
[0029]步骤5、在加热条件下，将A4滴加到A3中反应一段时间，得到含有胺类压敏型微胶囊固化剂的混合液A5；
[0030]步骤6、抽滤A5，洗涤、干燥剩余固体，得到胺类压敏型微胶囊固化剂。
[0031]所述步骤1中胺类固化剂选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或几种。
[0032]所述步骤2中乳化剂选自非离子型乳化剂中的一种或多种，且所述乳化剂的HLB值为为5～6。
[0033]所述步骤2中环己烷还可以替换为正己烷。
[0034]所述步骤4中硅酸酯为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯中的一种或几种。
[0035]所述步骤4中硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH580中的一种或任意几种。
[0036]所述步骤1中去离子水的质量与胺类固化剂的质量比为1：1～5，所述步骤4中硅酸酯与硅烷偶联剂的质量比为1～8:1，且步骤2中乳化剂加入量与步骤1中胺类固化剂、步骤4中硅酸酯的质量比为胺类固化剂：乳化剂：硅酸酯＝3～7:1:2～5。
[0037]所述步骤5中滴加的时间为0.5～2h，反应温度为40～60℃，反应时间为1～3h。
[0038]所述步骤6中干燥温度为40～60℃，干燥时间为1～3h。
[0039]所述步骤6中洗涤的试剂为非极性试剂，选自环己烷、正己烷、丙酮、甲苯、二甲苯中的一种或任意几种。
[0040]所速步骤3中低速搅拌的转速为500～800rpm。
[0041]上述方法制备得到的胺类压敏型微胶囊固化剂固化时间为10min～24h。
[0042]根据以上方法制备的胺类压敏型微胶囊固化剂，该胺类压敏型微胶囊固化剂以二氧化硅为壳材、胺类固化剂为芯材。
[0043]所述胺类压敏型微胶囊固化剂呈不规则球形。
[0044]所述胺类压敏型微胶囊固化剂中胺类固化剂的包覆率为85％～94％。
[0045]上述微胶囊固化剂通过硅酸酯在接触胺类固化剂水溶液时，在胺类固化剂提供的碱性条件下在水中发生水解反应生成硅羟基。硅烷偶联剂上的环氧基团，与胺类固化剂上的胺基发生反应，且硅烷偶联剂中的甲氧基同样在胺类固化剂水溶液表面发生水解反应生成硅羟基。硅烷偶联剂水解产生的硅羟基与硅酸酯水解产生的硅羟基进行交联缩合及硅酸酯水解产生的硅羟基自身发生缩聚反应交联成壳材。
[0046]所述1)中改性吸波剂的制备方法，包括以下步骤：
[0047]步骤(1)将羰基铁粉加入丙酮中，同时滴加适量油酸和助剂，在低速搅拌下使其分散混合均匀；
[0048]步骤(2)将搅拌好的溶液倒入反应器中，依次滴加正硅酸乙酯和氨水，反应结束后过滤并收集固体，用乙醇和蒸馏水清洗干净；
[0049]步骤(3)将清洗干净的剩余固体充分干燥，得到改性吸波剂。
[0050]所述步骤(1)中羰基铁粉在丙酮中的浓度为10～30wt％，助剂的加入量为羰基铁粉质量的1～3wt％，油酸和助剂按质量比为1:1加入。
[0051]所述步骤(1)中助剂包括丙烯酸酯类分散剂和聚氨酯类分散剂中的一种或几种。
[0052]所述步骤(2)中加入的正硅酸乙酯与步骤(1)中羰基铁粉的质量比为1:1，加入氨水调节体系的pH为8～9。
[0053]所述步骤(3)中干燥温度为40～60℃，干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有快速修复功能的涂料，其特征在于，按重量份计包括如下组分：有机硅改性环氧树脂20～40份；聚氨酯改性环氧树脂8～25份；核壳结构环氧树脂5～30份；胺类压敏型微胶囊固化剂5～25份；改性吸波剂30～60份；流平剂0.1～1份；消泡剂0.1～1份；表面润湿剂0.1～1份；溶剂10～30份。2.如权利要求1所述的具有快速修复功能的涂料，其特征在于，所述胺类压敏型微胶囊固化剂以硅酸酯为壳材原料，胺类固化剂为芯材原料，通过硅烷偶联剂一端交联硅酸酯形成二氧化硅壳材，另一端交联胺类固化剂包覆芯材制备得到。3.如权利要求1所述的具有快速修复功能的涂料，其特征在于，所述流平剂为聚醚或聚酯改性的有机硅聚合物和含氟类流平剂的组合，且聚醚或聚酯改性的有机硅聚合物与含氟类流平剂的质量比为1:1。4.如权利要求1所述的具有快速修复功能的涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性有机硅硅油。5.一种具有快速修复功能的涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取有机硅改性环氧树脂20～40份、聚氨酯改性环氧树脂8～25份、核壳结构环氧树脂5～30份、改性吸波剂30～60份、流平剂0.1～1份、消泡剂0.1～1份、表面润湿剂0.1～1份及10～30份溶剂置于容器内混合搅拌均匀；(2)再加入胺类压敏型微胶囊固化剂5～25份再次混合搅拌均匀，即制得具有快速修复功能的涂料。6.如权利要求5所述的具有快速修复功能的涂料的制备方法，其特征在于，所述改性吸波剂的制备方法包括以下步骤：(1)将羰基铁粉加入丙酮中，同时滴加适量油酸和助剂，在低速搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：何睿，康翼鸿，喻学锋，秦永利，陈海平，张创，吴灿，
申请(专利权)人：武汉中科先进材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：