CN107674553B - 一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系，由水性防腐蚀底漆、水性着色中间漆和无溶剂罩光清漆配合组成；水性防腐蚀底漆由质量比为3‑5:1的组分A1和组分B1制备而成，水性着色中间漆由质量比为8‑12:1的组分A2和组分B2制备而成，无溶剂罩光清漆由质量比为2‑5:1组分A3和组分B3制备而成；其中，组分B3为HDI三聚体交联剂，组分A3由以下重量百分比各组分制备而成：无溶剂多元醇树脂70‑80％，聚己内酯二元醇树脂19‑29％，流平剂0.1‑2％，乙酰丙酮盐类催化剂0.05‑0.15％，紫外光吸收剂0.1‑0.4％。该涂料体系不含VOCs，装饰性好，且自身具有优异光泽保持率和色彩持久度。

Description

一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，特别是，涉及一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系及其制备方法。
背景技术
目前，航空飞行器外蒙皮用常规涂料体系一般由防腐底漆和着色面漆组成。通常，底漆形成的涂层干膜厚度约为15-25μm，面漆形成的涂层干膜厚度约为50-80μm。虽然由常规涂料体系形成的航空飞行器外蒙皮涂层系统的性能基本能够满足现役各型航空飞行器的需求，但底漆和面漆均为溶剂型产品，涂料生产和使用过程中，大量使用的有机溶剂挥发到大气中，不但对环境造成严重的污染而且造成能源与资源的严重浪费，同时也有悖于人们不断增强的环保意识以及世界各国对VOC排放的严格限制；且由于最终涂料体系的光泽度和鲜映性与面漆的涂装效果有直接关系，因此，一旦面漆出现橘皮、流挂、针孔、沙状表面等缺陷，则最终涂料体系的光泽度会大幅下降，同时其色彩呈现的准确性也将受到影响，因此，对涂装质量有苛刻的要求；再加上面漆直接与大气环境接触，长期受紫外光、空气中的氧以及雨水的侵蚀，容易粉化、失光，导致涂料体系的光泽保持率和色彩持久度相对较差。研发一种不含VOCs，且自身具有优异光泽保持率和色彩持久度的航空飞行器外蒙皮用涂料体系，是本领域一个急需解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供不含VOCs，装饰性好，且自身具有优异光泽保持率和色彩持久度的航空飞行器外蒙皮用涂料体系。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明包括一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系，由水性防腐蚀底漆、水性着色中间漆和无溶剂罩光清漆配合组成；
所述水性防腐蚀底漆由质量比为3-5:1的组分A1和组分B1制备而成，其中，所述组分B1由质量百分比为40-80％的水性环氧固化剂和20-60％的去离子水制备而成，所述组分A1由以下重量百分比各组分制备而成：
Figure BDA0001465788960000021
所述水性着色中间漆由质量比为8-12:1的组分A2和组分B2制备而成，其中，所述组分B2为亲水性脂肪族聚异氰酸酯，所述组分A2由以下重量百分比各组分制备而成：
Figure BDA0001465788960000022
所述无溶剂罩光清漆由质量比为2-5:1组分A3和组分B3制备而成；其中，所述组分B3为HDI三聚体交联剂，所述组分A3由以下重量百分比各组分制备而成：
Figure BDA0001465788960000031
优选的，所述组分A1中，水性环氧乳液为双酚A非离子型水性环氧乳液，环氧当量为310-340g/eq；环保型防腐蚀颜料为磷钼酸锌钙、三聚磷酸铝、磷酸锌铝、偏硼酸钡、磷酸锌、改性磷酸锌、硼酸锌、铁红、铁黄、氧化锌中的一种或几种。
优选的，所述组分B1中，水性环氧固化剂中活泼氢当量为265-300g/eq。
优选的，所述组分A2中，水性羟基乳液为水性羟基丙烯酸乳液，羟基含量为1.2-1.5wt％；着色颜料为铝粉、铜粉、珠光颜料、酞菁蓝、酞菁绿、大红粉、永固黄、永固紫、群青、二氧化钛、碳黑、铁红、铁黄中的一种或几种。
优选的，所述组分B2为不挥发含量为100％的基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯。
优选的，所述组分A1和组分A2中，所述填料为硫酸钡、滑石粉、碳酸钡、高岭土、云母粉、气相二氧化硅中的一种或几种；所述润湿分散剂为Disperbyk-182、Disperbyk-190、Disperbyk-191、Disperbyk-194中的一种或几种；所述消泡剂为BYK-011、BYK-012、BYK-019、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-035、BYK-037中的一种或几种；所述防沉剂为BYK-420、BYK-425中的一种或两种；所述防闪锈剂为NALZIN FA 179、NALZIN FA 379中的一种或两种。
优选的，所述组分A3中，无溶剂多元醇树脂为羟基含量为6.0-12wt％的无溶剂聚酯多元醇树脂；聚己内酯二元醇树脂的数均分子量Mn为550，羟基含量为6.8wt％；流平剂为EFKA-3777S、EFKA-3034、EFKA-3035、EFKA-S022、EFKA-3236、EFKA-3277中的一种或几种；乙酰丙酮盐类催化剂为乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镍中的一种或几种；紫外光吸收剂为TINUVIN400、TINUVIN384、TINUVIN1130、TINUVIN411L、TINUVIN99-2中的一种或几种。
优选的，所述组分B3为不挥发物含量为100％的低粘度HDI三聚体交联剂。
本发明还包括一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系的制备方法，包括步骤：
S1.水性防腐蚀底漆的制备：
S101.将配方量的环保型防腐蚀颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤30μm，制得水性预分散浆；将水性预分散浆加入到水性环氧乳液中，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，然后依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌5-10min后，加入剩余去离子水，使用高速分散机以100-300r/min的转速继续搅拌10-15min，过滤即制得组分A1；
S102.将配方量的水性环氧固化剂和去离子水加入混合容器内，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，过滤即制得组分B1；
S103.按照配比称取组分A1和组分B1，搅拌并混合均匀，即得水性防腐蚀底漆；
S2.水性着色中间漆的制备：
S201.将配方量的着色颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤15μm，制得水性色浆；将水性色浆加入到水性羟基乳液中，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，接着依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌5-10min后，加入剩余的去离子水，使用高速分散机以100-300r/min的转速继续搅拌10-15min，过滤即制得组分A2；
S202.按照配比称取组分A2和组分B2，搅拌并混合均匀，即得水性着色中间漆；
S3.无溶剂罩光清漆的制备：
S301.将配方量的无溶剂多元醇树脂、聚己内酯二元醇树脂、流平剂、乙酰丙酮盐类催化剂和紫外光吸收剂加入混合容器内，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌15-30min，搅拌均匀后过滤，即制得组分A3；
S302.按照配比称取组分A3和组分B3，搅拌并混合均匀，即得无溶剂罩光清漆。
进一步的，所述步骤S101、S102、S201、S301中，过滤均使用200目绢网进行。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明中，水性环氧防腐蚀底漆、水性着色中间漆和无溶剂罩光清漆组成的涂料体系，不含VOCs，符合环保要求；
2、在水性着色中间漆表面涂覆无溶剂罩光清漆，解决了实色漆装饰性的好坏严重依赖涂装质量，易出现光泽低、鲜映性差的问题，同时，所形成的涂层能够有效阻止紫外线、空气中的氧以及雨水等对涂层的侵蚀，与常规航空飞行器外蒙皮用涂料体系相比，该涂料体系具有更加优异的抗老化性和保光保色性；
3、试验证明，该涂料具有优异的耐航空介质性(耐去离子水、耐航空燃油、耐航空液压油)、环境可靠性(耐盐雾、耐丝状腐蚀)、柔韧性(耐冲击、耐弯曲)、耐低温性、装饰性和保光保色性，完全能够满足航空飞行器对涂层的要求，同时，三种涂料的施工VOCs均为0g/L,远低于国际规定＜420g/L的标准，具有明显的环保优势；
4、本发明中涂料的制备方法简单、易操作，便于大规模生产，并可以确保涂料的质量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明包括一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系，由水性防腐蚀底漆、水性着色中间漆和无溶剂罩光清漆配合组成；
所述水性防腐蚀底漆由质量比为3-5:1的组分A1和组分B1制备而成，其中，所述组分B1由质量百分比为40-80％的水性环氧固化剂和20-60％的去离子水制备而成，所述组分A1由以下重量百分比各组分制备而成：水性环氧乳液10-50％，环保型防腐蚀颜料5-20％，填料5-30％，润湿分散剂0.3-2％，消泡剂0.2-2％，防沉剂0.1-2％，防闪锈剂0.1-2％，去离子水余量；
所述水性着色中间漆由质量比为8-12:1的组分A2和组分B2制备而成，其中，所述组分B2为亲水性脂肪族聚异氰酸酯，所述组分A2由以下重量百分比各组分制备而成：水性羟基乳液30-55％，着色颜料5-15％，填料10-20％，润湿分散剂0.2-2％，消泡剂0.2-2％，防沉剂0.1-2％，防闪锈剂0.1-2％，去离子水余量；
所述无溶剂罩光清漆由质量比为2-5:1组分A3和组分B3制备而成；其中，所述组分B3为HDI三聚体交联剂，所述组分A3由以下重量百分比各组分制备而成：无溶剂多元醇树脂70-80％，聚己内酯二元醇树脂19-29％，流平剂0.1-2％，乙酰丙酮盐类催化剂0.05-0.15％，紫外光吸收剂0.1-0.4％。
优选的，所述组分A1中，水性环氧乳液为为中海油常州环保涂料有限公司生产的CTN-4001水性环氧乳液，其为双酚A非离子型水性环氧乳液，环氧当量为310-340g/eq；环保型防腐蚀颜料为磷钼酸锌钙、三聚磷酸铝、磷酸锌铝、偏硼酸钡、磷酸锌、改性磷酸锌、硼酸锌、铁红、铁黄、氧化锌中的一种或几种。所述组分B1中，水性环氧固化剂为中海油常州环保涂料有限公司产品CTN-4005水性环氧固化剂，活泼氢当量为265-300g/eq。
优选的，所述组分A2中，水性羟基乳液为为中海油常州环保涂料有限公司的产品CTD-6910水性羟基丙烯酸乳液，羟基含量为1.2-1.5wt％；着色颜料为铝粉、铜粉、珠光颜料、酞菁蓝、酞菁绿、大红粉、永固黄、永固紫、群青、二氧化钛、碳黑、铁红、铁黄中的一种或几种。所述组分B2为德国Covestro公司生产的
Figure BDA0001465788960000061
XP 2547，其为不挥发含量为100％(重量)的基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯。
优选的，所述组分A1和组分A2中，所述填料为硫酸钡、滑石粉、碳酸钡、高岭土、云母粉、气相二氧化硅中的一种或几种；所述润湿分散剂为BYK公司的Disperbyk-182、Disperbyk-190、Disperbyk-191、Disperbyk-194中的一种或几种；所述消泡剂为BYK公司的BYK-011、BYK-012、BYK-019、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-035、BYK-037中的一种或几种；所述防沉剂为BYK公司的BYK-420、BYK-425中的一种或两种；所述防闪锈剂为海明斯公司的NALZIN FA 179、NALZIN FA 379中的一种或两种。
优选的，所述组分A3中，无溶剂多元醇树脂为羟基含量为6.0-12wt％的无溶剂聚酯多元醇树脂；聚己内酯二元醇树脂为中海油常州环保涂料有限公司的产品
Figure BDA0001465788960000072
CTR-2000，其数均分子量Mn为550，羟基含量为6.8wt％；流平剂为EFKA公司的EFKA-3777S、EFKA-3034、EFKA-3035、EFKA-S022、EFKA-3236、EFKA-3277中的一种或几种；乙酰丙酮盐类催化剂为乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镍中的一种或几种；紫外光吸收剂为BASF公司的TINUVIN400、TINUVIN384、TINUVIN1130、TINUVIN411L、TINUVIN99-2中的一种或几种。所述组分B3为法国Rhodia公司生产的
Figure BDA0001465788960000071
HDT-LV2，其为不挥发物含量为100％(重量)的低粘度HDI三聚体交联剂。
本发明还包括一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系的制备方法，包括步骤：
S1.水性防腐蚀底漆的制备：
S101.将配方量的环保型防腐蚀颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤30μm，制得水性预分散浆；将水性预分散浆加入到水性环氧乳液中，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，然后依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌5-10min后，加入剩余去离子水，使用高速分散机以100-300r/min的转速继续搅拌10-15min，过滤即制得组分A1；
S102.将配方量的水性环氧固化剂和去离子水加入混合容器内，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，过滤即制得组分B1；
S103.按照配比称取组分A1和组分B1，搅拌并混合均匀，即得水性防腐蚀底漆；
S2.水性着色中间漆的制备：
S201.将配方量的着色颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤15μm，制得水性色浆；将水性色浆加入到水性羟基乳液中，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，接着依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌5-10min后，加入剩余的去离子水，使用高速分散机以100-300r/min的转速继续搅拌10-15min，过滤即制得组分A2；
S202.按照配比称取组分A2和组分B2，搅拌并混合均匀，即得水性着色中间漆；
S3.无溶剂罩光清漆的制备：
S301.将配方量的无溶剂多元醇树脂、聚己内酯二元醇树脂、流平剂、乙酰丙酮盐类催化剂和紫外光吸收剂加入混合容器内，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌15-30min，搅拌均匀后过滤，即制得组分A3；
S302.按照配比称取组分A3和组分B3，搅拌并混合均匀，即得无溶剂罩光清漆。
进一步的，所述步骤S101、S102、S201、S301中，过滤均使用200目绢网进行。
实施例1
制备涂料体系T-1
1.1水性防腐蚀底漆的制备：
表1组分A1配方表
Figure BDA0001465788960000081
Figure BDA0001465788960000091
参照表1内配比制备组分A1，将环保型防腐蚀颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤30μm，制得水性预分散浆；将水性预分散浆加入到水性环氧乳液中，使用高速分散机以400r/min的转速搅拌25min，然后依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以300r/min的转速搅拌10min后，加入剩余去离子水，使用高速分散机以300r/min的转速继续搅拌10min，使用200目绢网过滤即制得组分A1；
表2组分B1配方表
组分名称 原料名称 用量(kg)
水性环氧固化剂 CTN-4005水性环氧固化剂 70.00
去离子水 去离子水 30.00
参照表2内配比制备组分B1，将水性环氧固化剂和去离子水加入混合容器内，使用高速分散机以600r/min的转速搅拌15min，使用200目绢网过滤即制得组分B1；
按照配比称取组分A1和组分B1，搅拌并混合均匀，即得水性防腐蚀底漆；
1.2水性着色中间漆的制备：
表3组分A2配方表
Figure BDA0001465788960000092
参照表3内配比制备组分A2，将着色颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤15μm，制得水性色浆；将水性色浆加入到水性羟基乳液中，使用高速分散机以400r/min的转速搅拌25min，接着依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以300r/min的转速搅拌5min后，加入剩余的去离子水，使用高速分散机以300r/min的转速继续搅拌10min，使用200目绢网过滤即制得组分A2；
按照配比称取组分A2和组分B2(德国Covestro公司生产的
Figure BDA0001465788960000101
XP 2547)，搅拌并混合均匀，即得水性着色中间漆；
1.3无溶剂罩光清漆的制备：
表4组分A3配方表
Figure BDA0001465788960000102
参照表4内配比制备组分A3，将无溶剂多元醇树脂、聚己内酯二元醇树脂、流平剂、乙酰丙酮盐类催化剂和紫外光吸收剂加入混合容器内，使用高速分散机以300r/min的转速搅拌15min，搅拌均匀后使用200目绢网过滤，即制得组分A3；
按照配比称取组分A3和组分B3(法国Rhodia公司生产的Tolonate-LV2)，搅拌并混合均匀，即得无溶剂罩光清漆。
以上水性防腐蚀底漆、水性着色中间漆和无溶剂罩光清漆配合组成本发明中航空飞行器外蒙皮用涂料体系T-1。
实施例2
制备涂料体系T-2
2.1水性防腐蚀底漆的制备：
表5组分A1配方表
Figure BDA0001465788960000111
参照表5内配比制备组分A1，将环保型防腐蚀颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤30μm，制得水性预分散浆；将水性预分散浆加入到水性环氧乳液中，使用高速分散机以600r/min的转速搅拌15min，然后依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以100r/min的转速搅拌10min后，加入剩余去离子水，使用高速分散机以300r/min的转速继续搅拌15min，使用200目绢网过滤即制得组分A1；
表6组分B1配方表
组分名称 原料名称 用量(kg)
水性环氧固化剂 CTN-4005水性环氧固化剂 45.00
去离子水 去离子水 55.00
参照表6内配比制备组分B1，将水性环氧固化剂和去离子水加入混合容器内，使用高速分散机以600r/min的转速搅拌15min，使用200目绢网过滤即制得组分B1；
按照配比称取组分A1和组分B1，搅拌并混合均匀，即得水性防腐蚀底漆；
2.2水性着色中间漆的制备：
表7组分A2配方表
Figure BDA0001465788960000112
Figure BDA0001465788960000121
参照表7内配比制备组分A2，将着色颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤15μm，制得水性色浆；将水性色浆加入到水性羟基乳液中，使用高速分散机以600r/min的转速搅拌15min，接着依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以300r/min的转速搅拌5min后，加入剩余的去离子水，使用高速分散机以300r/min的转速继续搅拌15min，使用200目绢网过滤即制得组分A2；
按照配比称取组分A2和组分B2(德国Covestro公司生产的
Figure BDA0001465788960000124
XP 2547)，搅拌并混合均匀，即得水性着色中间漆；
2.3无溶剂罩光清漆的制备：
表8组分A3配方表
Figure BDA0001465788960000122
参照表8内配比制备组分A3，将无溶剂多元醇树脂、聚己内酯二元醇树脂、流平剂、乙酰丙酮盐类催化剂和紫外光吸收剂加入混合容器内，使用高速分散机以300r/min的转速搅拌15min，搅拌均匀后使用200目绢网过滤，即制得组分A3；
按照配比称取组分A3和组分B3(法国Rhodia公司生产的Tolonate-LV2)，搅拌并混合均匀，即得无溶剂罩光清漆。
以上水性防腐蚀底漆、水性着色中间漆和无溶剂罩光清漆配合组成本发明中航空飞行器外蒙皮用涂料体系T-2。
实施例3
制备涂料体系T-3
3.1水性防腐蚀底漆的制备：
表9组分A1配方表
参照表9内配比制备组分A1，将环保型防腐蚀颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤30μm，制得水性预分散浆；将水性预分散浆加入到水性环氧乳液中，使用高速分散机以500r/min的转速搅拌20min，然后依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以200r/min的转速搅拌10min后，加入剩余去离子水，使用高速分散机以200r/min的转速继续搅拌10min，使用200目绢网过滤即制得组分A1；
表10组分B1配方表
组分名称 原料名称 用量(kg)
水性环氧固化剂 CTN-4005水性环氧固化剂 80.00
去离子水 去离子水 20.00
参照表10内配比制备组分B1，将水性环氧固化剂和去离子水加入混合容器内，使用高速分散机以500r/min的转速搅拌20min，使用200目绢网过滤即制得组分B1；
按照配比称取组分A1和组分B1，搅拌并混合均匀，即得水性防腐蚀底漆；
3.2水性着色中间漆的制备：
表11组分A2配方表
Figure BDA0001465788960000132
Figure BDA0001465788960000141
参照表11内配比制备组分A2，将着色颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤15μm，制得水性色浆；将水性色浆加入到水性羟基乳液中，使用高速分散机以500r/min的转速搅拌20min，接着依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以200r/min的转速搅拌10min后，加入剩余的去离子水，使用高速分散机以200r/min的转速继续搅拌15min，使用200目绢网过滤即制得组分A2；
按照配比称取组分A2和组分B2(德国Covestro公司生产的
Figure BDA0001465788960000144
XP 2547)，搅拌并混合均匀，即得水性着色中间漆；
3.3无溶剂罩光清漆的制备：
表12组分A3配方表
Figure BDA0001465788960000142
参照表12内配比制备组分A3，将无溶剂多元醇树脂、聚己内酯二元醇树脂、流平剂、乙酰丙酮盐类催化剂和紫外光吸收剂加入混合容器内，使用高速分散机以200r/min的转速搅拌20min，搅拌均匀后使用200目绢网过滤，即制得组分A3；
按照配比称取组分A3和组分B3(法国Rhodia公司生产的Tolonate
Figure BDA0001465788960000143
-LV2)，搅拌并混合均匀，即得无溶剂罩光清漆。
以上水性防腐蚀底漆、水性着色中间漆和无溶剂罩光清漆配合组成本发明中航空飞行器外蒙皮用涂料体系T-3。
实施例4
按照涂料工业相关国家标准并结合相关航空材料规范检测本发明涂料的性能。检测所用样板为T-2024铝板，尺寸12cm×5cm，表面经化学氧化处理。首先，将实施例1-3制备的涂料体系T-1～T-3分别用去离子水稀释至施工粘度，然后在铝板上分别喷涂实施例1-3制备的水性防腐蚀底漆，常温放置4h后，分别喷涂水性着色中间漆，常温放置4h后，分别喷涂无溶剂罩光清漆(底漆形成的涂层干膜厚度范围约为15-25μm，中间漆形成的涂层干膜厚度范围约为40-50μm，罩光清漆形成的涂层干膜厚度范围约为10-20μm)。样板在常温下干燥7天后进行下述各项性能检测，检测结果见表13，其中，“技术要求”为航空飞行器外蒙皮用涂层材料的技术要求。
表13检测数据表
Figure BDA0001465788960000151
Figure BDA0001465788960000161
从上表13的测试结果可以看出，本发明涂料体系所形成的涂层具有优异的装饰性能(光泽高、鲜映性好)，柔韧性能(耐冲击、耐弯曲)，耐介质性能(耐去离子水、耐RP-3航空燃油、耐LD-4航空液压油)，附着性能、环境可靠性(耐盐雾、耐丝状腐蚀、耐紫外光辐照)以及耐低温性能，综合性能优异，符合航空飞行器外蒙皮涂层材料的技术要求。同时，该涂料的施工VOCs为0g/L，极具环保优势。
实施例5
将常规涂料体系、无铬酸高固体分涂料体系和本发明中涂料体系T-1～T-3分别应用后在施工VOCs、光泽度、鲜映性、光泽保持率以及色彩持久度等方面进行比较。
5.1检测原料准备
常规涂料体系：以中海油常州环保涂料公司生产的用于航空飞行器外蒙皮表面防护的专用涂料作为常规涂料体系，其中：
常规防腐蚀底漆是用H06-27环氧聚酰胺底漆与H06-27聚酰胺固化剂按照质量比为10:3的比例混合，添加适量H06-27环氧底漆稀释剂调整至施工粘度20秒(涂-4杯，23℃)，搅拌均匀制得；
常规着色面漆是用S04-21灰色聚氨酯磁漆(色号：FS 36375)与S04-21聚氨酯固化剂按照质量比为10:3的比例混合，添加适量S04-21/61/81稀释剂调整至施工粘度20秒(涂-4杯，23℃)，搅拌均匀制得；
以上涉及的H06-27环氧聚酰胺底漆、H06-27聚酰胺固化剂、H06-27环氧底漆稀释剂、S04-21灰色聚氨酯磁漆、S04-21聚氨酯固化剂和S04-21/61/81稀释剂均为中海油常州环保涂料有限公司产品。
无铬高固体分涂料体系：以中海油常州环保涂料公司生产的用于航空飞行器外蒙皮表面防护的专用涂料作为无铬高固体分涂料体系，其中：
无铬高固体分防腐蚀底漆是用CTN-3728无铬高固体分环氧底漆与CTN-3728底漆固化剂按照质量比为4:1的比例混合，添加适量CTN-7428底漆稀释剂调整至施工粘度20秒(涂-4杯，23℃)，搅拌均匀制得；
无铬高固体分着色面漆是用CTA-3721灰色聚氨酯磁漆(色号：FS 36375)与CTA-7021聚氨酯固化剂按照质量比为10:4的比例混合，添加适量CTN-7478面漆稀释剂调整至施工粘度20秒(涂-4杯，23℃)，搅拌均匀制得。
本发明涂料体系T-1～T-3：
水性防腐蚀底漆分别使用实施例1-3制备的组分A1与组分B1混合后添加适量去离子水调整至施工粘度20秒(涂-4杯，23℃)，搅拌均匀制得；
水性着色中间漆分别使用实施例1-3制备的组分A2组分B2混合后添加适量去离子水调整至施工粘度20秒(涂-4杯，23℃)，搅拌均匀制得；
无溶剂罩光清漆分别使用实施例1-3制备的组分A3组分B3混合后搅拌均匀制得。
5.2检测涂料的施工VOCs、光泽度、鲜映性以及人工气候老化测试前后的光泽及色差值
检测样板为T-2024铝板，尺寸12cm×5cm，表面经化学氧化处理。
常规涂料体系、无铬高固体分涂料体系和本发明涂料体系分别按以下施工方法进行样板制备。
常规涂料体系样板涂层的施涂方法：首先，喷涂防腐底漆，常温4h后喷涂着色面漆。底漆形成的涂层干膜厚度范围为15-25μm，面漆形成的涂层干膜厚度范围约50-80μm；
无铬酸高固体分涂料体系样板涂层的施涂方法：首先，喷涂高固体分防腐底漆，常温4h后喷涂高固体分着色面漆。底漆形成的涂层干膜厚度范围为15-25μm，面漆形成的涂层干膜厚度范围约50-80μm；
本发明涂料体系样板涂层的施涂方法：首先，分别喷涂实施例1-3制备的水性防腐蚀底漆，常温放置4h后，再分别喷涂实施例1-3制备的水性着色中间漆，常温放置4h后，最后分别喷涂实施例1-3制备的无溶剂罩光清漆(底漆形成的涂层干膜厚度范围约为15-25μm，中间漆形成的涂层干膜厚度范围约为40-50μm，罩光清漆形成的涂层干膜厚度范围约为10-20μm)。
5.3检测方法
上述三种检测所用样板在常温下干燥7天后，按GB18581-2009《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》标准检测三种涂料体系的施工VOCs，按ISO 11507:2007《色漆和清漆涂层暴露于人工暴露于荧光紫外灯和水》测试标准进行1000h人工气候老化测试，测试结束后按GB/T 1766-2008《色漆和清漆涂层老化的评价方法》标准对测试前后的光泽度以及色差值进行测定，具体测试结果见表14。
表14检测数据比对表
Figure BDA0001465788960000181
Figure BDA0001465788960000191
注：表14中人工气候老化测试前后的色差值采用美国爱色丽7000A型台式色彩色差仪进行测定；鲜映性测试采用英国罗伯特IQ2060三角度光泽雾影DOI鲜映性检测仪进行测定。
从表14可以看出，采用本发明技术方案制备的涂料体系不含VOCs，环保性优于常规涂料体系和无铬高固体分涂料体系；本发明技术方案制备的涂料体系的初始光泽度高于常规涂料体系和无铬高固体分涂料体系的初始光泽度；经1000h人工气候老化测试后，常规涂料体系的光泽度从90.5下降至82.1，光泽保持率为90.7％；无铬高固体分涂料体系的光泽度从90.7下降至80.5，光泽保持率为88.8％；采用本发明技术方案制备的涂料体系的光泽度下降较低，光泽保持率均在97％以上；1000h人工气候老化测试前后，采用本发明技术方案制备的涂料体系的色差值远低于其他两个体系。与常规涂料体系和无铬高固体分涂料体系相比，采用本发明技术方案制备的涂料体系具有更加优异的装饰性、环保性、光泽保持率和色彩持久度，其综合性能与环保性能优于现有相关涂料体系，完全能够满足航空工业的要求，符合航空企业对涂料提出的高性能低污染的要求。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种航空飞行器外蒙皮用涂料体系，其特征在于，由水性防腐蚀底漆、水性着色中间漆和无溶剂罩光清漆配合组成；
所述水性防腐蚀底漆由质量比为3-5:1的组分A1和组分B1制备而成，其中，所述组分B1由质量百分比为40-80％的水性环氧固化剂和20-60％的去离子水制备而成，所述组分A1由以下重量百分比各组分制备而成：
Figure FDA0002192191730000011
所述水性着色中间漆由质量比为8-12:1的组分A2和组分B2制备而成，其中，所述组分B2为亲水性脂肪族聚异氰酸酯，所述组分A2由以下重量百分比各组分制备而成：
Figure FDA0002192191730000021
所述无溶剂罩光清漆由质量比为2-5:1组分A3和组分B3制备而成；其中，所述组分B3为HDI三聚体交联剂，所述组分A3由以下重量百分比各组分制备而成：
Figure FDA0002192191730000022
所述组分B2为不挥发含量为100％的基于六亚甲基二异氰酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，所述组分B3为不挥发物含量为100％的低粘度HDI三聚体交联剂。
2.如权利要求1所述的航空飞行器外蒙皮用涂料体系，其特征在于，所述组分A1中，水性环氧乳液为双酚A非离子型水性环氧乳液，环氧当量为310-340g/eq；环保型防腐蚀颜料为磷钼酸锌钙、三聚磷酸铝、磷酸锌铝、偏硼酸钡、磷酸锌、改性磷酸锌、硼酸锌、铁红、铁黄、氧化锌中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的航空飞行器外蒙皮用涂料体系，其特征在于，所述组分B1中，水性环氧固化剂中活泼氢当量为265-300g/eq。
4.如权利要求1所述的航空飞行器外蒙皮用涂料体系，其特征在于，所述组分A2中，羟基含量为1.2-1.5wt％；着色颜料为铝粉、铜粉、珠光颜料、酞菁蓝、酞菁绿、大红粉、永固黄、永固紫、群青、二氧化钛、碳黑、铁红、铁黄中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的航空飞行器外蒙皮用涂料体系，其特征在于，所述组分A1和组分A2中，所述填料为硫酸钡、滑石粉、碳酸钡、高岭土、云母粉、气相二氧化硅中的一种或几种；所述润湿分散剂为Disperbyk-182、Disperbyk-190、Disperbyk-191、Disperbyk-194中的一种或几种；所述消泡剂为BYK-011、BYK-012、BYK-019、BYK-024、BYK-025、BYK-028、BYK-035、BYK-037中的一种或几种；所述防沉剂为BYK-420、BYK-425中的一种或两种；所述防闪锈剂为NALZIN FA 179、NALZIN FA 379中的一种或两种。
6.如权利要求1所述的航空飞行器外蒙皮用涂料体系，其特征在于，所述组分A3中，无溶剂多元醇树脂为羟基含量为6.0-12wt％的无溶剂聚酯多元醇树脂；聚己内酯二元醇树脂的数均分子量Mn为550，羟基含量为6.8wt％；流平剂为EFKA-3777S、EFKA-3034、EFKA-3035、EFKA-S022、EFKA-3236、EFKA-3277中的一种或几种；乙酰丙酮盐类催化剂为乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镍中的一种或几种；紫外光吸收剂为TINUVIN400、TINUVIN384、TINUVIN1130、TINUVIN411L、TINUVIN99-2中的一种或几种。
7.权利要求1-6任一项所述的航空飞行器外蒙皮用涂料体系的制备方法，包括步骤：
S1.水性防腐蚀底漆的制备：
S101.将配方量的环保型防腐蚀颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤30μm，制得水性预分散浆；将水性预分散浆加入到水性环氧乳液中，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，然后依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌5-10min后，加入剩余去离子水，使用高速分散机以100-300r/min的转速继续搅拌10-15min，过滤即制得组分A1；
S102.将配方量的水性环氧固化剂和去离子水加入混合容器内，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，过滤即制得组分B1；
S103.按照配比称取组分A1和组分B1，搅拌并混合均匀，即得水性防腐蚀底漆；
S2.水性着色中间漆的制备：
S201.将配方量的着色颜料、填料、润湿分散剂和部分去离子水加入混合容器内混合均匀，并研磨分散至细度≤15μm，制得水性色浆；将水性色浆加入到水性羟基丙烯酸乳液中，使用高速分散机以400-600r/min的转速搅拌15-25min，接着依次加入消泡剂、防沉剂和防闪锈剂，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌5-10min后，加入剩余的去离子水，使用高速分散机以100-300r/min的转速继续搅拌10-15min，过滤即制得组分A2；
S202.按照配比称取组分A2和组分B2，搅拌并混合均匀，即得水性着色中间漆；
S3.无溶剂罩光清漆的制备：
S301.将配方量的无溶剂多元醇树脂、聚己内酯二元醇树脂、流平剂、乙酰丙酮盐类催化剂和紫外光吸收剂加入混合容器内，使用高速分散机以100-300r/min的转速搅拌15-30min，搅拌均匀后过滤，即制得组分A3；
S302.按照配比称取组分A3和组分B3，搅拌并混合均匀，即得无溶剂罩光清漆。
8.如权利要求7所述的航空飞行器外蒙皮用涂料体系的制备方法，其特征在于，所述步骤S101、S102、S201、S301中，过滤均使用200目绢网进行。
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