CN108250806A - 一种用于飞机蒙皮的纳米涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于飞机蒙皮的纳米涂料。本发明用于飞机蒙皮的纳米涂料是依次经过(1)改性纳米二氧化钛溶胶制备、(2)接枝改性二氧化钛溶胶制备、(3)聚合物制备、(4)涂料制备步骤制得。本发明使用纳米二氧化钛溶胶，可以提高制成的漆膜的抗紫外线老化和热老化性能，同时也可以提高附着力；在制备过程中，添加入钛白粉可以提高飞机的耐候性和遮盖力，能够延长飞机结构材料的使用寿命；通过改善的煅烧方法，提高涂料的成膜性能，提高涂层防护性能。

Description

一种用于飞机蒙皮的纳米涂料
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种用于飞机蒙皮的纳米涂料。
背景技术
涂料及由涂料组成的涂层系统是飞机蒙皮上使用量较大的一类重要的功能性材料。鉴于飞机飞行环境的复杂性和多变性，除要求使用的飞机蒙皮表面涂层能耐紫外线，耐雨蚀，耐老化，耐老化，耐高低温交变等性能外，还要求具有防雾、耐热、耐油，对某些电磁波吸收、辐射的功能。目前采用的漆料其在抗紫外线老化和热老化方面，仍具有一定局限性，修复周期尚不能满足长周期飞行的需要。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于飞机蒙皮的纳米涂料。
本发明通过以下技术方案来实现：一种用于飞机蒙皮的纳米涂料，其制备步骤如下：
(1)改性纳米二氧化钛溶胶制备：在纳米二氧化钛溶胶中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在28±5℃，超声3h，然后回流处理36h～48h，得到改性纳米二氧化钛溶胶；
(2)接枝改性二氧化钛溶胶制备：在步骤(1)中得到的改性纳米二氧化钛溶胶中加入硅烷偶联剂和丙烯酸树脂，置于磁力搅拌器上搅拌2.5～4h，搅拌温度为60～75℃，搅拌速度为500rpm/min，反应完成，调节温度至28±5℃，继续反应2h，得到接枝改性二氧化钛溶胶；
(3)聚合物制备：将步骤(2)中制备的接枝改性二氧化钛溶胶在氮气保护下加入引发剂，在100～115℃下回流反应6～8h，将溶液倒入模具中，热固化后得到聚合物；
(4)纳米涂料制备：将步骤(3)中制备的聚合物在马弗炉中煅烧，降至室温后采用球磨机球磨，球磨的球的直径选择范围为50mm～100mm，得到复合粉末；将所述复合粉末、钛白粉和分散剂添加到溶剂中，并以1250r/min搅拌均匀，得漆浆，用砂磨机分散，使得漆浆的颗粒细度分散达到5～20μm，继续搅拌30min，用240目丝绢过滤，即得用于飞机蒙皮的纳米涂料。
优选的，步骤(2)所述硅烷偶联剂用量为改性纳米二氧化钛溶胶的3-8wt％。
优选的，步骤(2)所述丙烯酸树脂用量为为改性纳米二氧化钛溶胶的5-12wt％。
优选的，所述引发剂型号为引发剂184。
优选的，所述溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、四氯化碳、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、四氢呋喃、正丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚中的一种或者几种的混合。
优选的，步骤(4)所述煅烧温度程序为：100～300℃煅烧5h，300～500℃煅烧4h，500～800℃煅烧1h，800～1000℃煅烧2h，800～600℃煅烧2h，600～400℃煅烧2h。7、根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的纳米涂料，其特征在于，步骤(4)所述复合粉末、钛白粉和分散剂的质量比为8:1.5:0.5。
优选的，步骤(4)所述复合粉末、钛白粉和分散剂的质量比为8:1.5:0.5。
本发明所述分散剂可以是BYK系列分散剂或NNO系列分散剂中的一种。
本发明使用纳米二氧化钛溶胶，可以提高制成的漆膜的抗紫外线老化和热老化性能，同时也可以提高附着力；在制备过程中，添加入钛白粉可以提高飞机的耐候性和遮盖力，能够延长飞机结构材料的使用寿命；通过改善的煅烧方法，提高涂料的成膜性能，提高涂层防护性能。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1一种用于飞机蒙皮的纳米涂料，其制备步骤如下：
(1)改性纳米二氧化钛溶胶制备：在纳米二氧化钛溶胶中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在28±5℃，超声3h，然后回流处理36h，得到改性纳米二氧化钛溶胶；
(2)接枝改性二氧化钛溶胶制备：在步骤(1)中得到的改性纳米二氧化钛溶胶中加入硅烷偶联剂和丙烯酸树脂，置于磁力搅拌器上搅拌4h，搅拌温度为60～75℃，搅拌速度为500rpm/min，反应完成，调节温度至28±5℃，继续反应2h，得到接枝改性二氧化钛溶胶；所述硅烷偶联剂用量为改性纳米二氧化钛溶胶的3wt％；丙烯酸树脂用量为为改性纳米二氧化钛溶胶的12wt％；
(3)聚合物制备：将步骤(2)中制备的接枝改性二氧化钛溶胶在氮气保护下加入引发剂184，在100～115℃下回流反应6h，将溶液倒入模具中，热固化后得到聚合物；
(4)纳米涂料制备：将步骤(3)中制备的聚合物在马弗炉中煅烧，煅烧温度程序为：100～300℃煅烧5h，300～500℃煅烧4h，500～800℃煅烧1h，800～1000℃煅烧2h，800～600℃煅烧2h，600～400℃煅烧2h；煅烧结束，降至室温后采用球磨机球磨，球磨的球的直径为100mm，得到复合粉末；将所述复合粉末、钛白粉和NNO分散剂(CAS#:36290-04-7)按照质量比为8:1.5:0.5添加到溶剂(四氯化碳)中，并以1250r/min搅拌均匀，得漆浆，用砂磨机分散，使得漆浆的颗粒细度分散达到5～20μm，继续搅拌30min，用240目丝绢过滤，即得用于飞机蒙皮的纳米涂料。
实施例2一种用于飞机蒙皮的纳米涂料，其制备步骤如下：
(1)改性纳米二氧化钛溶胶制备：在纳米二氧化钛溶胶中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在28±5℃，超声3h，然后回流处理48h，得到改性纳米二氧化钛溶胶；
(2)接枝改性二氧化钛溶胶制备：在步骤(1)中得到的改性纳米二氧化钛溶胶中加入硅烷偶联剂和丙烯酸树脂，置于磁力搅拌器上搅拌2.5h，搅拌温度为60～75℃，搅拌速度为500rpm/min，反应完成，调节温度至28±5℃，继续反应2h，得到接枝改性二氧化钛溶胶；所述硅烷偶联剂用量为改性纳米二氧化钛溶胶的8wt％；丙烯酸树脂用量为为改性纳米二氧化钛溶胶的5wt％；
(3)聚合物制备：将步骤(2)中制备的接枝改性二氧化钛溶胶在氮气保护下加入引发剂184，在100～115℃下回流反应8h，将溶液倒入模具中，热固化后得到聚合物；
(4)纳米涂料制备：将步骤(3)中制备的聚合物在马弗炉中煅烧，煅烧温度程序为：100～300℃煅烧5h，300～500℃煅烧4h，500～800℃煅烧1h，800～1000℃煅烧2h，800～600℃煅烧2h，600～400℃煅烧2h；煅烧结束，降至室温后采用球磨机球磨，球磨的球的直径选择范围为50mm，得到复合粉末；将所述复合粉末、钛白粉和NNO分散剂(CAS#:36290-04-7)按照质量比为8:1.5:0.5添加到溶剂(乙醇、正丙醇、三氯甲烷按1:1:1混合得到)中，并以1250r/min搅拌均匀，得漆浆，用砂磨机分散，使得漆浆的颗粒细度分散达到5～20μm，继续搅拌30min，用240目丝绢过滤，即得用于飞机蒙皮的纳米涂料。

Claims (7)

1.一种用于飞机蒙皮的纳米涂料，其特征在于，该用于飞机蒙皮的纳米涂料的制备步骤如下：
(1)改性纳米二氧化钛溶胶制备：在纳米二氧化钛溶胶中加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，在28±5℃，超声3h，然后回流处理36h～48h，得到改性纳米二氧化钛溶胶；
(2)接枝改性二氧化钛溶胶制备：在步骤(1)中得到的改性纳米二氧化钛溶胶中加入硅烷偶联剂和丙烯酸树脂，置于磁力搅拌器上搅拌2.5～4h，搅拌温度为60～75℃，搅拌速度为500rpm/min，反应完成，调节温度至28±5℃，继续反应2h，得到接枝改性二氧化钛溶胶；
(3)聚合物制备：将步骤(2)中制备的接枝改性二氧化钛溶胶在氮气保护下加入引发剂，在100～115℃下回流反应6～8h，将溶液倒入模具中，热固化后得到聚合物；
(4)纳米涂料制备：将步骤(3)中制备的聚合物在马弗炉中煅烧，降至室温后采用球磨机球磨，球磨的球的直径选择范围为50mm～100mm，得到复合粉末；将所述复合粉末、钛白粉和分散剂添加到溶剂中，并以1250r/min搅拌均匀，得漆浆，用砂磨机分散，使得漆浆的颗粒细度分散达到5～20μm，继续搅拌30min，用240目丝绢过滤，即得用于飞机蒙皮的纳米涂料。
2.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的纳米涂料，其特征在于，步骤(2)所述硅烷偶联剂用量为改性纳米二氧化钛溶胶的3-8wt％。
3.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的纳米涂料，其特征在于，步骤(2)所述丙烯酸树脂用量为为改性纳米二氧化钛溶胶的5-12wt％。
4.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的纳米涂料，其特征在于，所述引发剂型号为引发剂1173或引发剂184。
5.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的纳米涂料，其特征在于，所述溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、四氯化碳、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、四氢呋喃、正丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚中的一种或者几种的混合。
6.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的纳米涂料，其特征在于，步骤(4)所述煅烧温度程序为：100～300℃煅烧5h，300～500℃煅烧4h，500～800℃煅烧1h，800～1000℃煅烧2h，800～600℃煅烧2h，600～400℃煅烧2h。
7.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮的纳米涂料，其特征在于，步骤(4)所述复合粉末、钛白粉和分散剂的质量比为8:1.5:0.5。
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