纳米复合聚氨酯航空涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及纳米复合聚氨酯航空涂料及其制备方法和应用，涂料由配套使用的改性合成树脂和固化剂双组分构成，所述改性合成树脂由０．２－５０％纳米浆、５－８５％合成树脂、０－４０％颜料、０－４％助剂和余量的溶剂组成；其制备是首先将纳米浆加入合成树脂溶液中，再加入余量的溶剂、助剂、颜料，进行分散研磨，经过滤后制成纳米复合聚氨酯航空涂料的改性合成树脂组分，将固化剂和改性合成树脂均匀混合得到涂料；其应用是首先喷涂防锈底漆，然后喷涂所述涂料。本发明专利技术提出采用纳米浆的方法制备纳米复合聚氨酯航空涂料，使得纳米粉体材料在涂料中分散稳定，并且提高了涂层的保色性和保光性，所得纳米复合聚氨酯涂层与配套的底漆组成的涂层系统可耐候性和耐蚀性优良。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米技术和腐蚀防护技术，具体为一种具有高耐候性的纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
双组分聚氨酯涂料由于能常温固化，漆膜具有抗化学药品性、耐磨性、耐冻融性、耐候性好等优点，已成为航空涂料的主导产品。美国、荷兰、德国等国家都有高性能的聚氨酯类航空涂料。Finch油漆化学公司、Steling喷漆公司、美国油漆公司、荷兰AKZO公司和英国DESOTO公司都生产和销售聚氨酯类航空涂料。在1976年，美国专利USP3,989,676就报道了可用于飞机外表面的聚环氧化物-己内酯多元醇和聚异氰酸酯制备聚氨酯涂层。美国专利USP 4,110,317报道了由异氰酸酯封端预聚物等组成的聚氨酯涂层，可用于直升机叶片、雷达天线罩等的耐候性和耐磨蚀保护。美国专利USP4,155,896报道了适用于飞机结构的含有金属纤维的导电聚氨酯涂层，可进行雷电保护或消除静电。然而普通型的脂肪族聚氨酯面漆为主的涂层系统，由于保光性和保色性还不够，使用二、三年后涂层的光泽不断下降，到五年左右已失去原有光泽，在外观上变得陈旧，也就失去商业竞争力。在现有脂肪族聚氨酯面漆上增加一层抗紫外光清漆，虽然保光性和保色性有了一定的提高，但增加了一道施工工序，也增加了工时和成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有良好的耐候性能和耐蚀性能的纳米复合聚氨酯航空涂料及其制备方法和应用，该涂料与现有航空底漆配套性良好。本专利技术的技术方案是一种纳米复合聚氨酯航空涂料由配套使用的合成树脂和固化剂双组分构成，合成树脂为羟基丙烯酸树脂和/或羟基聚酯树脂的一种或多种，固化剂为异氰酸酯类固化剂，所述合成树脂为改性合成树脂，按重量百分比计，改性合成树脂由0.2-50％纳米浆、5-85％合成树脂、0-40％颜料、0-4％助剂和余量的溶剂组成；固化剂和改性合成树脂的配比按NCO∶OH＝0.8～1.3∶1(摩尔比)； 所述纳米浆指的是中国科学院金属研究所研制的Nanos型纳米浆，纳米浆在改性合成树脂中含量较好为2-45％；所述溶剂为脂肪烃、芳香烃、酯类、酮类、萜类、取代烃类的一种或两种以上复配；其中脂肪烃溶剂指的是石油醚、200号溶剂油、抽余油、丁烷、正戊烷、异戊烷、异己烷、正己烷、正庚烷、异庚烷、正辛烷或异辛烷；芳香烃溶剂指的是苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯、Solvesso100、Solvesso150、Solvesso200、溶剂石脑油、乙苯或异丙苯；酮类溶剂指的是丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇、二乙基酮或甲基丙基酮；酯类溶剂指的是醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸己酯、醋酸庚酯、醋酸癸酯、乳酸丁酯或甲氧基乙酸丙酯；萜类溶剂指的是松节油、松油或双戊烯；取代烃类溶剂指的是三氯乙烷或2-硝基丙烷。较好的溶剂为200号溶剂油、正戊烷、异戊烷、异己烷、正己烷、正庚烷、异庚烷、甲苯、二甲苯、三甲基苯、Solvesso100、Solvessol50、Solvesso200、溶剂石脑油、甲乙酮、甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、甲氧基乙酸丙酯、三氯乙烷。所述颜料选自钛白粉、铅白、氧化锌、锌钡白、瓷土、重晶石粉、重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉、石英、镉黄、铬黄、锶黄、锌铬黄、四碱式锌黄、中铬绿、深铬绿、氧化铬绿、酞菁绿、镉红、甲苯胺红、氧化铁红、铁红土、氧化铁黄、氧化铁黑、云母氧化铁、石墨、酞菁蓝、群青、华蓝、红丹、黄丹、炭黑、锌粉、铝粉、铜粉、磷酸锌、云母钛、硫化锌、硫化镉、碱式碳酸铅、氧氯化铋、偏硼酸钡之一或两种以上复配。所述助剂是涂料制备过程中经常使用的助剂之一或其复配，包括防沉剂、润湿分散剂或流平剂等；所述防沉剂选自气相二氧化硅，有机膨润土类、蓖麻油衍生物或聚乙烯腊等；润湿分散剂可选用天然高分子类，如卵磷脂；合成高分子类，如长链聚酯的酸或多氨基盐，如德国毕克化学公司(BYK Chemie)的Disperbyk103、Disperbyk106、Disperbyk107、Disperbyk110、Disperbyk111、Disperbyk115、Disperbyk163、Disperbyk164、Disperbyk180、Disperbyk182、Disperbyk184、Disperbyk190、Disperbyk191、Disperbyk192、Disperbyk184、Disperbyk2000、Anti-Terra-P、Anti-Terra-204、BYK-P104S；或聚酰胺及酸性酯的盐如EFKA-44；还可选用多元羧酸或其胺盐如EFKA-54、EFKA-66、TROYSOL 98C；嵌段高分子共聚物如聚硅氧烷和聚醚共聚物Polyflow KL-245、特殊乙烯类聚合物、偶联剂等；流平剂可以选用溶剂型流平剂，如高沸点芳烃、酮、酯、四氢化萘或十氢化萘等；或丙烯酸类流平剂，如Henkel公司的Perenol F40、BYK公司的BYK-VP-354、3609、3529聚丙烯酸酯等；或有机硅类流平剂，如硅油、有机硅改性树脂等，商品牌号如Henkel公司的Perenol S4、S400、S43；BYK公司的BYK-310、BYK-300或BYK-370等；本专利技术纳米复合聚氨酯航空涂料中，作为纳米复合聚氨酯航空涂料的改性合成树脂组分中的合成树脂，可以选自德国拜耳(Bayer)公司的DesmophenA VPLS2180FE、DesmophenA365/1、DesmophenA VPLS 2009/1 FE、DesmophenRD181/1 75X、DesmophenA450 MPA/X、DesmophenA575 FE、DesmophenVPLS 2971、Desmophen670BA、Desmophen1652、DesmophenA160、Desmophen650、Desmophen651、德谦企业股份有限公司的FX-1560、FX-1660、FX-2460A、FX-2820、FX-2970A、FX-2970B、FX-3070、FX-3360、FX-4365、F-45、TN-4366、TN-4543、PE-8043；作为本专利技术纳米复合聚氨酯航空涂料的固化剂组分可以选自德国拜耳(Bayer)公司的DesmodurIL、DesmodurN75、DesmodurN100、DesmodurN3200、DesmodurN3390、DesmodurN3300、DesmodurVPLS 2010/1、DesmodurVPLS 2025、DesmodurVPLS 2103、DesmodurZ4470；法国罗地亚(Rhodia)公司的TolonateHDB-75MX、Tolonate HDT-90；日本聚氨酯株式会社的CORONATE 2604、CORONATE HX-T、CORONATE 2384、CORONATE HK。本专利技术还提供了上述纳米复合聚氨酯航空涂料的制备方法，可按如下步骤操作1)制备改性合成树脂按重量百分比计，首先按重量百分比计，首先将0.2-50％纳米浆加入5-85％合成树脂溶液中，再加入余量的溶剂、0-4％助剂、0-40％颜料，进行混合，以500-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米复合聚氨酯航空涂料，由配套使用的合成树脂和固化剂双组分构成，合成树脂为羟基丙烯酸树脂、和／或羟基聚酯树脂的一种或多种，固化剂为异氰酸酯类固化剂，其特征在于：所述合成树脂为改性合成树脂，按重量百分比计，改性合成树脂由０．２－５０％纳米浆、５－８５％合成树脂、０－４０％颜料、０－４％助剂和余量的溶剂组成；固化剂和改性合成树脂的配比按ＮＣＯ∶ＯＨ＝０．８～１．３∶１摩尔比。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福春，韩恩厚，柯伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]