CN109456675A - 一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐蚀、隔热、迷彩伪装复合涂层，涂层由内向外依次分别为水性石墨烯重防腐底漆、水性隔热中间漆和水性迷彩伪装面漆三层结构。石墨烯重防腐底漆为添加有石墨烯的环氧富锌体系，通过石墨烯的迷宫效应以及“锌－烯”电化学协同机制达到防腐蚀目的；隔热中间漆则利用低导热粒子来阻隔热量的深度传递，从而保持基材内部温度的相对稳定；迷彩伪装面漆为高耐候丙烯酸聚氨酯，通过不同着色颜料和热反射粒子的复配，实现可见光－红外伪装和反射太阳光的功能。本发明组成结构简单，VOCs（可挥发性有机物）含量低，满足国家环保要求，可应用于军事车辆、装备、发射装置等行业对防腐蚀、隔热、可见光－红外伪装隐身一体化的防护需求。

Description

一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层
技术领域
本发明具体涉及一种防腐蚀、隔热、迷彩伪装隐身复合涂层，从属于化工新材料领域。
背景技术
随着军事工业的突飞猛进，现代战争中高新技术的应用越来越广泛，尖端武器装备的更新换代越来越快，智能化、自动化、系统化程度越来越高，对装备性能的要求也日益苛刻，开发集防腐、隔热、伪装隐身等功能于一体的防护体系具有十分重要的战略意义。
目前装备保障领域大量使用的功能性涂层材料，大多只能解决防腐蚀、隔热、伪装隐身中的个别问题，其功能相对单一，且效果一般、兼容性差，配套使用时甚至可能降低自身的防护效果，难以为装备提供长效保护。除此之外，现有的涂层材料大部分仍为溶剂型，对涂装环境和施工人员的潜在危害性较大，不符合现今环保政策的要求。
在专利CN104073085A已公开的“防可见光及近红外探测氟碳光学伪装涂料及其制备方法”中，其涂料仅具备可见光和近红外伪装性能，无法满足热红外、防腐蚀，以及隔热等综合防护需求。专利CN102585631A则提供了“一种水性迷彩涂料及其制备方法”，该涂料虽为水性产品，但同样只具备对抗可见光、近红外探测功能，防腐蚀效果一般，不能适应高温、高湿、高盐雾、高紫外线的严酷环境。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服上述现有技术存在的诸多缺陷，提供一种防腐蚀、隔热、迷彩伪装隐身多功能一体化复合涂层体系，该体系各涂层间相互兼容性好，不仅具备可见光－近红外、热红外多频谱伪装隐身功能，同时还拥有优异的重度防腐蚀能力，高温环境下可有效保持内部温度的相对稳定，在军事装备和军用设施等领域有着较为广阔的应用前景。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案如下：一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层，其特征在于，所述涂层由内向外依次包含有石墨烯重防腐底漆、隔热中间漆和迷彩伪装面漆，此三层结构体系兼具防腐蚀、隔热以及可见光－红外伪装隐身多种功能。
在上述技术方案的基础上，所述水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层总厚度为330～520μm，其中石墨烯重防腐底漆厚度为100～150μm，隔热中间漆厚度为200～300μm，迷彩伪装面漆厚度为30～70μm。
所述石墨烯重防腐底漆由A、B组分固化得到，按质量份计，A组分包含有亲水性环氧树脂20～40份、石墨烯1～5份、助剂0.5～5.5份、片状锌粉30～40份、体质填料10～20份、环保型溶剂8～14份；所述B组分包含有水性固化剂30～40份、去离子水60～70份。
进一步优选的，所述片状锌粉平均粒径D50为500～800目。
作为优选的，所述体质填料为云母粉、滑石粉、沉淀硫酸钡中一种或几种的组合物。
作为优选的，所述助剂为润湿剂、防沉剂、消泡剂、分散剂、流平剂中一种或几种的组合物。
所述隔热中间漆由A、B组分固化得到，按质量份计，A组分包含有水性环氧乳液40～60份、空心玻璃微球15～25份、膨胀微球5～15份、环保型溶剂1～5份、助剂0.5～5份、去离子水10～30份；所述B组分包含有水性固化剂50～60份、去离子水40～50份。
进一步优选的，所述空心玻璃微球和膨胀微球经过如KH550、KH560等硅烷偶联剂改性。
作为优选的，所述助剂为润湿剂、消泡剂、分散剂、流平剂中一种或几种的组合物。
所述迷彩伪装面漆由A、B组分固化得到，按质量份计，A组分包含有羟基丙烯酸乳液32～60份、着色颜料24～40份、消光剂1～2份、铝银浆0～3份、热反射粉5～10份、环保型溶剂1～5份、助剂0.5～5份、去离子水10～20份；所述B组分为100wt%固含的多异氰酸酯预聚体混合物。
作为优选的，所述迷彩伪装面漆参照林地形迷彩颜色分为土黄、中绿、深绿三种。所述土黄色由铁红、铁黄、铁黑、棕黑、TiO2中的两种或多种按一定比例调配而成；所述中绿色由铬绿、钴绿、钴蓝、中铬黄、ITO、TiO2中的两种或多种按一定比例调配而成；所述深绿色由钴蓝、钴绿、棕黑、中铬黄、TiO2中的两种或多种按一定比例调配而成。
进一步优选的，所述铝银浆为片状铝粉浆料，其中铝粉平均粒径D50为500～800目，含量为30～40 wt%。
进一步优选的，所述热反射粉为纳米陶瓷材料；
更进一步的，所述纳米陶瓷材料为TiO2包覆的纳米空心微球、Y2O3（氧化钇）掺杂的TiO2纳米粉中一种或两种的混合物。
作为优选的，所述消光剂为二氧化硅、膨润土、聚乙烯蜡中一种或几种的混合物。
相对于现有技术，本发明有益成果在于：
1、提供了一种新型的集防腐蚀、隔热、迷彩伪装隐身功能一体化的复合涂层结构，各涂层间兼容性好，所用原料均为水性产品，VOCs含量低，高度契合国家环保理念。
2、各涂层间存在良好的协同促进作用，伪装面漆中的热反射粉可以大幅度反射太阳光，减少辐射能量进入基材内部；隔热中间层添加的空心玻璃微球和膨胀微球形成中空壳体能有效阻隔热量的传递；石墨烯重防腐底漆具备优异的防腐蚀性能，可适应高温高湿、高盐雾、高紫外线等极端环境。此外，空心微球的加入使得涂层粗糙度增加，能显著降低伪装面漆中消光剂的掺量，纳米陶瓷材料也能进一步降低涂层光泽，提升隐身效果。
3、高耐候聚氨酯面漆提供了土黄、中绿、深绿三种颜色可供选择，能够满足不同林地形迷彩的配色要求，对背景具有良好的拟态性，可与大自然融为一体，增加了伪装实效。
4、复合涂层体系在具备可见光、近红外伪装的同时，还拥有良好的热红外隐身功能，能够有效对抗多手段探测，大大降低了装备被发现和识别的风险。
基于以上特性，本发明拓展了传统水性涂料的应用范畴，集合了防腐蚀、隔热、可见光－红外伪装隐身多重防护功能，使其在军事车辆、装备、发射装置等领域有着良好的潜在用途。
附图说明
图1为本发明提供的水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：土黄色迷彩面漆制备
（1）A组分
按质量份计，包含有以下原材料：羟基丙烯酸乳液37份、环保型溶剂3份、TiO2 6份、铁黄15.8份、铁红3.1份、棕黑2.3份、热反射粉（TiO2包覆的纳米空心微球）8.3份、铝银浆（铝粉粒径800目，含量40 wt%）1.6份、二氧化硅消光剂1.8份、消泡剂0.4份、润湿剂0.2份、流平剂0.3份、分散剂2.6份、防沉剂0.3份、去离子水17.3份。
（2）B组分
B组分为100 wt%固含的多异氰酸酯预聚体混合物。
使用时将A、B组分按6：1质量比混合均匀，以100目筛网过滤即可施工。
实施例2：中绿色迷彩面漆制备
（1）A组分
按质量份计，包含有以下原材料：羟基丙烯酸乳液36份、环保型溶剂3.2份、TiO2 4份、铬绿18.7份、中铬黄4.1份、ITO粉1.2份、热反射粉（Y2O3掺杂的纳米TiO2）6.4份、铝银浆（铝粉粒径500目，含量30 wt%）1.7份、膨润土消光剂1.5份、消泡剂0.3份、润湿剂0.3份、流平剂0.3份、防沉剂0.5份、分散剂2.4份、去离子水19.4份。
（2）B组分
B组分为100 wt%固含的多异氰酸酯预聚体混合物。
使用时将A、B组分按6：1质量比混合均匀，以100目筛网过滤即可施工。
实施例3：深绿色迷彩面漆制备
（1）A组分
按质量份计，包含有以下原材料：羟基丙烯酸乳液40份、环保型溶剂3.2份、TiO2 3.8份、钴绿16.7份、中铬黄1.1份、棕黑2.8、热反射粉（TiO2包覆的纳米空心微球）8份、聚乙烯蜡消光剂1.4份、消泡剂0.4份、润湿剂0.3份、流平剂0.3份、防沉剂0.7份、分散剂2.4份、去离子水18.9份。
（2）B组分
B组分为100 wt%固含的多异氰酸酯预聚体混合物。
使用时将A、B组分按6：1质量比混合均匀，以100目筛网过滤即可施工。
实施例4：隔热中间漆制备
（1）A组分
按质量份计，包含有以下原材料：水性环氧乳液50份、环保型溶剂2.5份、经KH550改性的空心玻璃微球16份、经KH560改性的膨胀微球6份、消泡剂0.3份、润湿剂0.2份、流平剂0.2份、分散剂1份、去离子水23.8份。
（2）B组分
按质量份计，包含有为水性环氧固化剂53份、去离子水47份。
使用时将A、B组分按8：1质量比混合均匀，以80目筛网过滤即可施工。
实施例5：石墨烯重防腐底漆制备
（1）A组分
按质量份计，包含有以下原材料：亲水性环氧树脂38份、石墨烯2份、滑石粉11份、800目片状锌粉35份、环保型溶剂10份、分散剂1.8份、防沉剂1.5份、消泡剂0.5份、润湿剂0.2份。
（2）B组分
按质量份计，包含有水性固化剂35份、去离子水65份。
使用时将A、B组分按4：1质量比混合均匀，以80目筛网过滤即可施工。
由实施例1～5制备的水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层总厚度为340μm，其中石墨烯重防腐底漆厚度为100μm，隔热中间漆厚度为170μm（深绿色迷彩面漆170μm或者土黄色迷彩面漆170μm或者中绿色迷彩面漆170μm），迷彩伪装面漆厚度为70μm。复合涂层综合性能指标见表1。
表1 水性防腐隔热迷彩伪装复合涂层综合性能

Claims (7)

1.一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层，其特征在于，所述涂层由内向外依次包含水性石墨烯重防腐底漆、水性隔热中间漆和水性迷彩伪装面漆三层结构。
2.根据权利要求1所述的一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层，其特征在于，所述石墨烯重防腐底漆膜厚为100～150μm，所述隔热中间漆膜厚为200～300μm，所述迷彩伪装面漆膜厚为30～70μm。
3.根据权利要求1所述的一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层，其特征在于，所述涂层同时具有防腐蚀、隔热以及可见光－红外伪装隐身多种功能。
4.根据权利要求1所述的一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层，其特征在于，所述石墨烯重防腐底漆通过石墨烯的迷宫效应和“锌－烯”电化学协同作用对基材进行阴极保护，从而获得防腐蚀效果。
5.根据权利要求1所述的一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层，其特征在于，所述隔热中间漆的成膜物为水性环氧树脂乳液；所述低导热粒子为空心玻璃微球和膨胀微球按一定比例组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层，其特征在于，所述迷彩伪装面漆为高耐侯丙烯酸聚氨酯体系；所述着色颜料为无机物或金属氧化物，如选自铁红、铁黄、铁黑、ITO（掺锡氧化铟）、TiO2（二氧化钛）、钴绿、钴蓝、钴黑、棕黑、铬绿、中铬黄或铝粉中的两种或多种按一定比例调配而成；所述热反射粒子为纳米陶瓷材料，用以增加太阳光反射比，降低入射能量。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的一种水性防腐蚀隔热迷彩伪装复合涂层，其特征在于，包括但不仅限应用于军事车辆、装备、发射装置等领域，以实现对防腐蚀、隔热、可见光－红外伪装隐身防护的多功能需求。
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