一种具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料制造技术

本发明专利技术属于功能性涂层制备技术领域，具体涉及一种具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料

【技术实现步骤摘要】
一种具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料、涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于功能性涂层制备
，具体涉及一种具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料
、
涂层及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]在滨海潮湿大气环境中服役的列车涂层往往会受到细菌侵蚀或机械损伤，使得各种污垢
、
真菌等在表面附着，促进涂层的老化降解；而涂层局部缺陷处暴露出的金属基体则会随着水分的侵入而发生腐蚀，由于局部缺陷难以及时发现，腐蚀产物的生长会加速涂层老化剥离，对机车的安全运行造成隐患
。
目前，大多数列车涂层的功能单一，仅考虑涂层的耐蚀能力，对于涂层出现的局部缺陷损伤难以实现及时预警
。
此外，在防霉剂选择上需要满足环境友好的要求
。
为了延长涂层的绿色防污防霉，可选用生物质基防霉剂来制备缺陷可视化检测及防霉变的双功能涂层
。
例如
CN112159609A
公开了利用溶出型的纳米银抗菌涂层，但该涂层使用贵金属纳米颗粒，成本高昂，不利于大规模应用
。
[0004]发色或荧光响应物质，是指能与某些特定离子螯合后产生颜色或荧光指示效果的化合物，如八羟基喹啉能与
Al
3+
螯合发出亮黄色荧光，邻菲罗啉能与
Fe
2+
螯合生成红色物质
。
将这些发色物质引入到涂层中，当特定金属材料的局部腐蚀时，发色物质与游离的金属离子螯合发生显色反应，实现对涂层缺陷处的及时预警
。
[0005]目前防护涂层大多局限于防污
、
耐蚀等单一功能，比如释放重金属抗菌离子
Au
+
、Ag
+
、Cu
2+
；或者是将防霉剂接枝到涂层树脂的交联网络中，以发挥防污防霉作用
。
例如
CN105431482B
开发了一种用于防污涂层的超支化聚烷氧基硅氧烷添加剂，
CN102933666B
则授权了一种用于自抛光防污涂料的粘合剂
。
对于复杂工况环境下，防护涂层则面临生物污损和机械损伤等多重挑战，因此开发缺陷可视化检测及防霉双功能涂层具有重要实际价值
。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供一种具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料
、
涂层及其制备方法和应用
。
本专利技术通过将香豆素作为防霉活性分子，对其进行季铵化改性后，再通过缩合反应将邻菲罗啉对改性后的香豆素进行功能化改性，然后将功能基团接枝到聚合物树脂主链上制备双功能复合聚合物，将其溶解到涂料稀释剂中获得涂料，喷涂到基材上进行室温固化获得相应涂层
。
在潮湿大气环境下，涂层表面的香豆素基团具有优良的防霉变性能，同时邻菲罗啉与涂层缺陷下产生的腐蚀产物发生螯合反应，产生红色物质以指示涂层缺陷
。
基于上述研究成果，从而完成本专利技术
。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供一种具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料，所述涂料至少包含双功能复合聚合物，所述双功能复合聚合物是通过将香豆素作为防霉活性分子，对其进行季铵化改性后，再通过缩合反应将邻菲罗啉对改性后的香豆素进行功能化改性所得产物，将包含功能基团的产物接枝到聚合物树脂主链上制得
。
[0009]其中，所述香豆素具体为7‑
二乙氨基
‑4‑
甲基香豆素，所述季铵化改性具体方法包括：将7‑
二乙氨基
‑4‑
甲基香豆素与3‑
氯
‑
1,2
‑
丙二醇在惰性气体氛围下加热反应；
[0010]所述惰性气体可以为氮气，所述加热反应具体条件包括：在
50
‑
80℃(
优选为
70℃)
反应1‑
24h
，反应中使用溶剂为有机溶剂，进一步为乙腈；
[0011]所述缩合反应具体方法包括：向其中加入邻菲罗啉在
70
‑
90℃(
优选为
80℃)
反应
0.5
‑
3h
，经纯化后即得
。
所述纯化步骤包括将液相产物经干燥，醇沉并再次干燥
。
[0012]所述产物与所述聚合物树脂的质量比为
1:1
～
10(
优选为
1:6)。
[0013]所述聚合物树脂可以为聚氨酯
、
环氧树脂
、
醇酸树脂
、
聚二甲基硅氧烷中的一种或多种
。
[0014]所述具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料还包括涂料助剂，所述涂料助剂包括但不限于增稠剂
、
分散剂
(
如
DMF、BYK140、BYK142)、
流平剂
、
消泡剂
(
如
A
‑
065、A
‑
141、A
‑
530)、
乳化剂等，本领域技术人员可根据实际情况进行添加
。
在本专利技术的一个具体实施方式中，所述涂料助剂包括分散剂
BYK182、
流平剂
BYK
‑
300
和消泡剂
A
‑
530。
[0015]所述涂料中，所述产物在双功能复合聚合物中的质量分数控制为
10
％
‑
50
％
。
含量小于
10
％时，无明显防霉作用；含量大于
50
％，则最终制备的涂层易出现相分离等劣化现象
。
[0016]本专利技术的第二个方面，提供上述具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料的制备方法，所述制备方法包括：将双功能复合聚合物与涂料助剂混合均匀，去除气泡后即得
。
[0017]进一步的，所述混合可采用常用的混合装置及机械搅拌装置，如桨式搅拌器
、
磁力搅拌器
、
螺旋推进式搅拌器
、
砂磨搅拌器等，在此不做具体限定
。
[0018]去除气泡可采用抽真空方式进行，如将混合均匀后的涂料至于真空烘箱中抽真空后即得
。
[0019]本专利技术的第三个方面，提供一种具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂层，所述涂层是将上述具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料涂覆在基底上，进行自然挥发和室温固化后即得
。
[0020]在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料，其特征在于，所述涂料至少包含双功能复合聚合物，所述双功能复合聚合物是通过将香豆素作为防霉活性分子，对其进行季铵化改性后，再通过缩合反应将邻菲罗啉对改性后的香豆素进行功能化改性所得产物，将包含功能基团的产物接枝到聚合物树脂主链上制得
。2.
如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述香豆素为7‑
二乙氨基
‑4‑
甲基香豆素，所述季铵化改性具体方法包括：将7‑
二乙氨基
‑4‑
甲基香豆素与3‑
氯
‑
1,2
‑
丙二醇在惰性气体氛围下加热反应；所述惰性气体为氮气，所述加热反应具体条件包括：在
50
‑
80℃
反应1‑
24h
，反应中使用溶剂为有机溶剂，所述有机溶剂为乙腈
。3.
如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述缩合反应具体方法包括：向其中加入邻菲罗啉在
70
‑
90℃
反应
0.5
‑
3h
，经纯化后即得；所述纯化步骤包括将液相产物经干燥，醇沉并再次干燥；所述产物与所述聚合物树脂的质量比为
1:1
～
10。4.
如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述聚合物树脂为聚氨酯
、
环氧树脂
、
醇酸树脂
、
聚二甲基硅氧烷中的一种或多种
。5.
如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述具有缺陷可视化指示及防霉功能的涂料还包括涂料助剂，所述涂料助剂包括增稠剂
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓光，李传迎，方喜风，王睿，姜代旬，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：