CN109337541A - 一种航空用抗老化涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空用抗老化涂料及其制备方法，原料为：水溶性醇酸树脂、锆粉、淀粉、聚丙烯酸钠、丙酮、硫酸、三氧化铬、羟基铁粉、二氧化钛、二苯甲烷二异氰酸酯、三氧化二铁、二氧化硅粉、硫酸锌、磷酸、钛酸正丁酯、羟基丙烯酸树脂和甲酚；反射系数Ra≥0.8，防紫外线，附着力1级，太阳光吸收率Ea=0.9，光泽度85‑95，硬度≥0.8，热冲击40‑60d不起泡、不开裂；在盐酸、醇酸、氢氧化钠、酚醛类或氯化钠溶液中浸泡，涂膜10‑30年无显著变化，柔韧性1‑3mm；抗辐射，耐1400‑1600℃高温。

Description

一种航空用抗老化涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及航空涂料技术领域，尤其涉及一种航空用抗老化涂料及其制备方法。

背景技术

航空涂料是用于飞机上的涂料。按使用部位可分为：飞机蒙皮涂料、飞机舱室涂料、飞机发动机涂料、飞机零部件涂料、特殊专用涂料、包括隔热涂料、防火涂料和示温涂料等。

在航空制造发展的过程中，涂料的更新换代呈现出高速的更迭变换，涂料和飞机一直在相互推动下不断发展。“一代涂料，一代飞机”正是世界航空发展史的一个真实写照。

预计全球客机数量年均增长率为3.6%，到2029年，全球客机数量将近35000架。未来几年中国飞机制造行业对航空材料的需求将迅速增长。根据中国航空工业第一集团公司预测，到2025年，国内航空运输飞机拥有量将达到3900架，其中大型客机将达2000架。这将使中国成为仅次于美国的全球第二大航空市场。

以飞机表面机身涂料为例,机身底、面漆一般为环氧聚胺脂底漆和聚氨脂型面漆。除此之外,还有聚氨酯底漆,其中环氧聚氯脂底漆具有环氧的附着力和耐磨蚀性及聚氨酯的柔韧性、再涂性,与环氧底漆相比,它的优点是双组分活化期长,再涂性好,干膜厚0.4u～0.5u,能减轻飞机机身的重量。

航天器进入轨道绕地球作周期性运转时，经受约正负200℃的温度波动，为控制其内部温度，航天器热控材料迅速发展，热控涂料是应用最多、效果显著的一类。航天器热控涂料是一种对于太阳热具有低吸收-高发射比率的光散射涂料，由颜料和粘结剂组成。颜料选择具有高发射率、高纯度和高光学稳定性的白色颜料；粘结剂选用耐温、空间环境中稳定、易清洗的有机聚合物。

发明内容

本发明提供一种航空用抗老化涂料及其制备方法，解决现有航空涂料材料遮盖力弱、耐候性差、耐腐蚀性差和不耐老化等技术问题。

本发明采用以下技术方案：一种航空用抗老化涂料，其原料按质量份数配比如下：水溶性醇酸树脂100份、锆粉9-11份、淀粉0.5-2.5份、聚丙烯酸钠10-30份、丙酮10-20份、硫酸5-25份、三氧化铬6-10份、羟基铁粉15-35份、二氧化钛5-15份、二苯甲烷二异氰酸酯3-5份、三氧化二铁15-25份、二氧化硅粉8-12份、硫酸锌3-7份、磷酸8-12份、甲酚5-7份、钛酸正丁酯12-18份、羟基丙烯酸树脂40-60份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述航空用抗老化涂料的原料按质量份数配比如下：水溶性醇酸树脂100份、锆粉9份、淀粉0.5份、聚丙烯酸钠10份、丙酮10份、硫酸5份、三氧化铬6份、羟基铁粉15份、二氧化钛5份、二苯甲烷二异氰酸酯3份、三氧化二铁15份、二氧化硅粉8份、硫酸锌3份、磷酸8份、甲酚5份、钛酸正丁酯12份、羟基丙烯酸树脂40份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述航空用抗老化涂料的原料按质量份数配比如下：水溶性醇酸树脂100份、锆粉11份、淀粉2.5份、聚丙烯酸钠30份、丙酮20份、硫酸25份、三氧化铬10份、羟基铁粉35份、二氧化钛15份、二苯甲烷二异氰酸酯5份、三氧化二铁25份、二氧化硅粉12份、硫酸锌7份、磷酸12份、甲酚7份、钛酸正丁酯18份、羟基丙烯酸树脂60份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述航空用抗老化涂料的原料按质量份数配比如下：水溶性醇酸树脂100份、锆粉10份、淀粉1.5份、聚丙烯酸钠20份、丙酮15份、硫酸15份、三氧化铬8份、羟基铁粉25份、二氧化钛10份、二苯甲烷二异氰酸酯4份、三氧化二铁20份、二氧化硅粉10份、硫酸锌5份、磷酸10份、甲酚6份、钛酸正丁酯15份、羟基丙烯酸树脂50份。

一种制备所述的航空用抗老化涂料的方法，步骤为：

第一步：按照质量份数配比称取水溶性醇酸树脂、锆粉、淀粉、聚丙烯酸钠、丙酮、硫酸、三氧化铬、羟基铁粉、二氧化钛、二苯甲烷二异氰酸酯、三氧化二铁、二氧化硅粉、硫酸锌、磷酸、钛酸正丁酯、羟基丙烯酸树脂和甲酚；

第二步：将水溶性醇酸树脂、锆粉、淀粉、聚丙烯酸钠、丙酮、三氧化铬和硫酸投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至95-105℃，在250-450r/min转速下搅拌40-60min；

第三步：降温至50-70℃，加入羟基铁粉、二氧化钛和二苯甲烷二异氰酸酯三，搅拌30-50min，升温至160-180℃，加入三氧化二铁、二氧化硅粉和硫酸锌，搅拌1-3h；

第四步：加入剩余原料，升温至200-300℃，高速搅拌30-40min，冷却至25-35℃后投入砂磨机中分散6-10h，调粘后过滤即可；

第五步：刷涂施工，每道厚4-6μm，涂8-10道，270-280℃下保持1-3h，最后在370-390℃下烘干30-40min即可。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步的高速搅拌转速为700-900r/min。

有益效果

本发明所述一种航空用抗老化涂料及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、防锈性能好，反射系数Ra≥0.8，防紫外线，附着力1级，涂膜高低温均不裂，不脱落，遮盖力强；2、太阳光吸收率Ea=0.9，光泽度85-95，涂膜坚硬，铅笔硬度B，耐候性优良，抗老化，硬度≥0.8，热冲击40-60d不起泡、不开裂；3、力学性能优良，耐腐蚀性好，在盐酸、醇酸、氢氧化钠、酚醛类或氯化钠溶液中浸泡，涂膜10-30年无显著变化，涂层光滑平整，柔韧性1-3mm；4、抗辐射，耐1400-1600℃高温，力学性能好，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。

实施例1：

第一步：按照质量份数配比称取水溶性醇酸树脂100份、锆粉9份、淀粉0.5份、聚丙烯酸钠10份、丙酮10份、硫酸5份、三氧化铬6份、羟基铁粉15份、二氧化钛5份、二苯甲烷二异氰酸酯3份、三氧化二铁15份、二氧化硅粉8份、硫酸锌3份、磷酸8份、甲酚5份、钛酸正丁酯12份、羟基丙烯酸树脂40份。

第二步：将水溶性醇酸树脂、锆粉、淀粉、聚丙烯酸钠、丙酮、三氧化铬和硫酸投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至95℃，在250r/min转速下搅拌40min。

第三步：降温至50℃，加入羟基铁粉、二氧化钛和二苯甲烷二异氰酸酯三，搅拌30min，升温至160℃，加入三氧化二铁、二氧化硅粉和硫酸锌，搅拌1h。

第四步：加入剩余原料，升温至200℃，高速搅拌30min，高速搅拌转速为700r/min，冷却至25℃后投入砂磨机中分散6h，调粘后过滤即可。

第五步：刷涂施工，每道厚4μm，涂8道，270℃下保持1h，最后在370℃下烘干30min即可。

防锈性能好，反射系数Ra≥0.8，防紫外线，附着力1级，涂膜高低温均不裂，不脱落，遮盖力强；太阳光吸收率Ea=0.9，光泽度85，涂膜坚硬，铅笔硬度B，耐候性优良，抗老化，硬度≥0.8，热冲击40d不起泡、不开裂；力学性能优良，耐腐蚀性好，在盐酸、醇酸、氢氧化钠、酚醛类或氯化钠溶液中浸泡，涂膜10年无显著变化，涂层光滑平整，柔韧性1mm；抗辐射，耐1400℃高温，力学性能好，可以广泛生产并不断代替现有材料。

实施例2：

第一步：按照质量份数配比称取水溶性醇酸树脂100份、锆粉11份、淀粉2.5份、聚丙烯酸钠30份、丙酮20份、硫酸25份、三氧化铬10份、羟基铁粉35份、二氧化钛15份、二苯甲烷二异氰酸酯5份、三氧化二铁25份、二氧化硅粉12份、硫酸锌7份、磷酸12份、甲酚7份、钛酸正丁酯18份、羟基丙烯酸树脂60份。

第二步：将水溶性醇酸树脂、锆粉、淀粉、聚丙烯酸钠、丙酮、三氧化铬和硫酸投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至105℃，在450r/min转速下搅拌60min。

第三步：降温至70℃，加入羟基铁粉、二氧化钛和二苯甲烷二异氰酸酯三，搅拌50min，升温至180℃，加入三氧化二铁、二氧化硅粉和硫酸锌，搅拌3h。

第四步：加入剩余原料，升温至300℃，高速搅拌40min，高速搅拌转速为900r/min，冷却至35℃后投入砂磨机中分散10h，调粘后过滤即可。

第五步：刷涂施工，每道厚6μm，涂10道， 280℃下保持3h，最后在390℃下烘干40min即可。

防锈性能好，反射系数Ra≥0.8，防紫外线，附着力1级，涂膜高低温均不裂，不脱落，遮盖力强；太阳光吸收率Ea=0.9，光泽度90，涂膜坚硬，铅笔硬度B，耐候性优良，抗老化，硬度≥0.8，热冲击50d不起泡、不开裂；力学性能优良，耐腐蚀性好，在盐酸、醇酸、氢氧化钠、酚醛类或氯化钠溶液中浸泡，涂膜20年无显著变化，涂层光滑平整，柔韧性2mm；抗辐射，耐1500℃高温，力学性能好，可以广泛生产并不断代替现有材料。

实施例3：

第一步：按照质量份数配比称取水溶性醇酸树脂100份、锆粉10份、淀粉1.5份、聚丙烯酸钠20份、丙酮15份、硫酸15份、三氧化铬8份、羟基铁粉25份、二氧化钛10份、二苯甲烷二异氰酸酯4份、三氧化二铁20份、二氧化硅粉10份、硫酸锌5份、磷酸10份、甲酚6份、钛酸正丁酯15份、羟基丙烯酸树脂50份。

第二步：将水溶性醇酸树脂、锆粉、淀粉、聚丙烯酸钠、丙酮、三氧化铬和硫酸投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至100℃，在350r/min转速下搅拌50min。

第三步：降温至60℃，加入羟基铁粉、二氧化钛和二苯甲烷二异氰酸酯三，搅拌40min，升温至170℃，加入三氧化二铁、二氧化硅粉和硫酸锌，搅拌2h。

第四步：加入剩余原料，升温至250℃，高速搅拌35min，高速搅拌转速为800r/min，冷却至30℃后投入砂磨机中分散8h，调粘后过滤即可。

第五步：刷涂施工，每道厚5μm，涂9道，278℃下保持2h，最后在380℃下烘干35min即可。

防锈性能好，反射系数Ra≥0.8，防紫外线，附着力1级，涂膜高低温均不裂，不脱落，遮盖力强；太阳光吸收率Ea=0.9，光泽度95，涂膜坚硬，铅笔硬度B，耐候性优良，抗老化，硬度≥0.8，热冲击60d不起泡、不开裂；力学性能优良，耐腐蚀性好，在盐酸、醇酸、氢氧化钠、酚醛类或氯化钠溶液中浸泡，涂膜30年无显著变化，涂层光滑平整，柔韧性3mm；抗辐射，耐1600℃高温，力学性能好，可以广泛生产并不断代替现有材料。

Claims (6)

1.一种航空用抗老化涂料，其特征在于，所述航空用抗老化涂料的原料按质量份数配比如下：水溶性醇酸树脂100份、锆粉9-11份、淀粉0.5-2.5份、聚丙烯酸钠10-30份、丙酮10-20份、硫酸5-25份、三氧化铬6-10份、羟基铁粉15-35份、二氧化钛5-15份、二苯甲烷二异氰酸酯3-5份、三氧化二铁15-25份、二氧化硅粉8-12份、硫酸锌3-7份、磷酸8-12份、甲酚5-7份、钛酸正丁酯12-18份、羟基丙烯酸树脂40-60份。

2.根据权利要求1所述的一种航空用抗老化涂料，其特征在于，所述航空用抗老化涂料的原料按质量份数配比如下：水溶性醇酸树脂100份、锆粉9份、淀粉0.5份、聚丙烯酸钠10份、丙酮10份、硫酸5份、三氧化铬6份、羟基铁粉15份、二氧化钛5份、二苯甲烷二异氰酸酯3份、三氧化二铁15份、二氧化硅粉8份、硫酸锌3份、磷酸8份、甲酚5份、钛酸正丁酯12份、羟基丙烯酸树脂40份。

3.根据权利要求1所述的一种航空用抗老化涂料，其特征在于：所述航空用抗老化涂料的原料按质量份数配比如下：水溶性醇酸树脂100份、锆粉11份、淀粉2.5份、聚丙烯酸钠30份、丙酮20份、硫酸25份、三氧化铬10份、羟基铁粉35份、二氧化钛15份、二苯甲烷二异氰酸酯5份、三氧化二铁25份、二氧化硅粉12份、硫酸锌7份、磷酸12份、甲酚7份、钛酸正丁酯18份、羟基丙烯酸树脂60份。

4.根据权利要求1所述的一种航空用抗老化涂料，其特征在于：所述航空用抗老化涂料的原料按质量份数配比如下：水溶性醇酸树脂100份、锆粉10份、淀粉1.5份、聚丙烯酸钠20份、丙酮15份、硫酸15份、三氧化铬8份、羟基铁粉25份、二氧化钛10份、二苯甲烷二异氰酸酯4份、三氧化二铁20份、二氧化硅粉10份、硫酸锌5份、磷酸10份、甲酚6份、钛酸正丁酯15份、羟基丙烯酸树脂50份。

5.一种制备权利要求1所述的航空用抗老化涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照质量份数配比称取水溶性醇酸树脂、锆粉、淀粉、聚丙烯酸钠、丙酮、硫酸、三氧化铬、羟基铁粉、二氧化钛、二苯甲烷二异氰酸酯、三氧化二铁、二氧化硅粉、硫酸锌、磷酸、钛酸正丁酯、羟基丙烯酸树脂和甲酚；

第二步：将水溶性醇酸树脂、锆粉、淀粉、聚丙烯酸钠、丙酮、三氧化铬和硫酸投入带有温度计和搅拌器的反应釜中，升温至95-105℃，在250-450r/min转速下搅拌40-60min；

第三步：降温至50-70℃，加入羟基铁粉、二氧化钛和二苯甲烷二异氰酸酯三，搅拌30-50min，升温至160-180℃，加入三氧化二铁、二氧化硅粉和硫酸锌，搅拌1-3h；

第四步：加入剩余原料，升温至200-300℃，高速搅拌30-40min，冷却至25-35℃后投入砂磨机中分散6-10h，调粘后过滤即可；

第五步：刷涂施工，每道厚4-6μm，涂8-10道，270-280℃下保持1-3h，最后在370-390℃下烘干30-40min即可。

6.根据权利要求5所述的航空用抗老化涂料的方法，其特征在于：所述第四步的高速搅拌转速为700-900r/min。