CN112280425A - 一种高耐候性的雷达波抑制涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种高耐候性的雷达波抑制涂层及其制备方法属于雷达波抑制材料制备领域。本发明配方主要包括树脂基体及固化剂、吸收剂、炭黑、紫外光吸收剂、分散剂、防沉剂、溶剂等。其制备步骤如下：(1)原材料的称取；(2)原材料的混合；(3)涂层的固化。该涂层制备方法简单，原材料价格低廉，且能够有效延长雷达波抑制涂层的耐候时间。

Description

一种高耐候性的雷达波抑制涂层及其制备方法
技术领域
本发明一种高耐候性的雷达波抑制涂层及其制备方法属于雷达波抑制材料制备领域。
背景技术
雷达波抑制材料在长期存储与连续使用过程中会受到环境的影响，尤其是在高强度紫外辐照等苛刻条件下，高分子材料会发生光老化等问题，如主链或侧链断裂、侧基氧化或交联等，导致材料的机械性能以及表面粗糙度等发生改变，逐步失去使用价值。因此，控制雷达波抑制材料树脂基体的紫外线降解，提高材料的耐紫外线稳定性能是十分重要的。本发明是通过向树脂基体中添加光稳定剂来屏蔽和吸收紫外线来达到使雷达波抑制涂层高耐候性的目的。
发明内容
本发明的目的是：通过向树脂基体中添加光稳定剂来屏蔽和吸收紫外线来达到使雷达波抑制涂层高耐候性。
本发明的技术方案是：一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其包括以下原料：树脂基体、固化剂、吸收剂、炭黑、紫外线吸收剂、分散剂、防沉剂、溶剂。
各原料所占的质量份数如下表所示：
原料名称 质量份数
树脂基体 100份
固化剂 30-50份
吸收剂 150-200份
炭黑 3-5份
紫外线吸收剂 1-5份
分散剂 1-2份
防沉剂 1-3份
溶剂 30-60份
所述树脂基体由改性环氧树脂组成，其结构为包含
Figure BDA0002727204170000011
Figure BDA0002727204170000021
中的一种或几种，其环氧当量为300-1200g/mol，涂-4杯粘度为50-100s。
所述固化剂为胺类固化剂，与树脂的基体的比例为10:3-10:5。
还包括消泡剂，消泡剂为聚醚改性有机硅与溶剂的组合，其中聚醚改性有机硅的结构式为
Figure BDA0002727204170000022
其中R1、R2为中H、CH3、C2H4、C2H4O、C3H6O的一种或几种；溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合；消泡剂与溶剂的比例为1:1～1:2。
所述吸收剂为羰基铁、铁氧体中的一种或两种的组合，粒径不大于100μm。
所述紫外线吸收剂为TiO2，ZnO，CeO2中的一种或任意几种的组合。
所述分散剂为聚乙烯基吡咯烷酮与溶剂的组合，溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或任意几种的组合，聚乙烯基吡络烷酮与溶剂的比例为1:1～1:2。
所述防沉剂为气相二氧化硅与溶剂的组合，溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，防沉剂与溶剂的比例为1:2～1:3。
一种高耐候性的雷达波抑制涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照下表各原料的质量份数称量各种原材料；
原料名称 质量份数
树脂基体 100份
固化剂 30-50份
吸收剂 150-200份
炭黑 3-5份
紫外线吸收剂 1-5份
分散剂 1-2份
防沉剂 1-3份
溶剂 30-60份
(2)将分散剂聚乙烯基吡络烷酮溶于溶剂中，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，聚乙烯基吡络烷酮与溶剂的比例为1:1～1:2，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(3)将消泡剂聚醚改性有机硅溶于溶剂中，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，聚醚改性有机硅与溶剂的比例为1:1～1:2，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(4)将炭黑、防沉剂二氧化硅与溶剂混合，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，二氧化硅、炭黑的质量与溶剂的质量比例为1:2～1:3，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(5)将配置好的分散剂、防沉剂与对应量的环氧树脂混合，在500-800rpm的转速下搅拌30-60min；
(6)将指定量的吸收剂、指定量的溶剂一同加入(5)中配置好的环氧树脂中，在800-100rpm的转速下搅拌60-90min，使其均匀分散在树脂基体中；
(7)将(6)中制备好的组分A与固化剂(组分B)按照相应的比例混合均匀，即得到高耐候性的雷达波抑制涂料。
本发明的优点是：本发明通过添加光稳定剂来提高雷达波抑制涂层的耐侯性能，其制备方法简单，在未对雷达波抑制性能产生较大影响的前提下提高了涂层耐紫外线辐照的性能。
具体实施方式
一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其包括以下原料：树脂基体、固化剂、吸收剂、炭黑、紫外线吸收剂、分散剂、防沉剂、溶剂。
各原料所占的质量份数如下表所示：
原料名称 质量份数
树脂基体 100份
固化剂 30-50份
吸收剂 150-200份
炭黑 3-5份
紫外线吸收剂 1-5份
分散剂 1-2份
防沉剂 1-3份
溶剂 30-60份
所述树脂基体由改性环氧树脂组成，其结构为包含
Figure BDA0002727204170000041
Figure BDA0002727204170000042
中的一种或几种，其环氧当量为300-1200g/mol，涂-4杯粘度为50-100s。
所述固化剂为胺类固化剂，与树脂的基体的比例为10:3-10:5。
还包括消泡剂，消泡剂为聚醚改性有机硅与溶剂的组合，其中聚醚改性有机硅的结构式为
Figure BDA0002727204170000043
其中R1、R2为中H、CH3、C2H4、C2H4O、C3H6O的一种或几种；溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合；消泡剂与溶剂的比例为1:1～1:2。
所述吸收剂为羰基铁、铁氧体中的一种或两种的组合，粒径不大于100μm。
所述紫外线吸收剂为TiO2，ZnO，CeO2中的一种或任意几种的组合。
所述分散剂为聚乙烯基吡咯烷酮与溶剂的组合，溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或任意几种的组合，聚乙烯基吡络烷酮与溶剂的比例为1:1～1:2。
所述防沉剂为气相二氧化硅与溶剂的组合，溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，防沉剂与溶剂的比例为1:2～1:3。
一种高耐候性的雷达波抑制涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照下表各原料的质量份数称量各种原材料；
Figure BDA0002727204170000044
Figure BDA0002727204170000051
(2)将分散剂聚乙烯基吡络烷酮溶于溶剂中，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，聚乙烯基吡络烷酮与溶剂的比例为1:1～1:2，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(3)将消泡剂聚醚改性有机硅溶于溶剂中，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，聚醚改性有机硅与溶剂的比例为1:1～1:2，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(4)将炭黑、防沉剂二氧化硅与溶剂混合，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，二氧化硅、炭黑的质量与溶剂的质量比例为1:2～1:3，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(5)将配置好的分散剂、防沉剂与对应量的环氧树脂混合，在500-800rpm的转速下搅拌30-60min；
(6)将指定量的吸收剂、指定量的溶剂一同加入(5)中配置好的环氧树脂中，在800-100rpm的转速下搅拌60-90min，使其均匀分散在树脂基体中；
(7)将(6)中制备好的组分A与固化剂(组分B)按照相应的比例混合均匀，即得到高耐候性的雷达波抑制涂料。
雷达波抑制涂层在使用过程中，由于环境中紫外线的照射会造成涂层中高分子基体的光老化，主要是分子链的主链、侧链的断裂、氧化或者交联等，造成涂层表面出现裂纹、涂层与基体剥离、雷达波抑制性能下降、涂层出现空洞等失效形式。紫外线吸收剂TiO2和ZnO的抗紫外线原理都是吸收和散射紫外线，当紫外线照射至TiO2和ZnO时，由于光子的能量大于其禁带宽度，使价带电子激发至导带，产生电子空穴对，随后其能量以热量的方式释放。通过这一系列的反应，紫外线被TiO2和ZnO吸收，从而避免了紫外线对雷达波抑制涂层的破坏。
实施例1
Figure BDA0002727204170000052
Figure BDA0002727204170000061
将二甲苯和无水乙醇按1：1的比例配制成溶剂。取10g聚乙烯基吡络烷酮溶于10g溶剂中，在室温下超声10min；取聚醚改性有机硅15g溶于15g溶剂中，在室温下超声10min；取30g炭黑、10g二氧化硅溶于80g溶剂中，在室温下超声10min；将上述制备好的分散剂、消泡剂、防沉剂与炭黑溶液与1000g环氧树脂混合，在500rpm的转速下搅拌30min，使其充分混合；取1500g羰基铁与制备好的环氧树脂溶液、30g紫外线吸收剂、195g溶剂混合，在800rpm的转速下搅拌60min后制备成组分A。将组分A与300g胺类固化剂混合均匀即可得到高耐候性的雷达波抑制涂料。
实施例2
Figure BDA0002727204170000062
将乙酸乙酯和乙酸丁酯按1：1的比例配制成溶剂。取15g聚乙烯基吡络烷酮溶于25g溶剂中，在室温下超声12min；取聚醚改性有机硅20g溶于30g溶剂中，在室温下超声12min；取40g炭黑、20g二氧化硅溶于150g溶剂中，在室温下超声12min；将上述制备好的分散剂、消泡剂、防沉剂与炭黑溶液与1000g环氧树脂混合，在650rpm的转速下搅拌45min，使其充分混合；取1750g羰基铁与环氧树脂溶液、245g溶剂混合，在900rpm的转速下搅拌75min后制备成组分A。将组分A与400g胺类固化剂混合均匀即可得到高耐候性的雷达波抑制涂料。
实施例3
Figure BDA0002727204170000063
Figure BDA0002727204170000071
将甲苯、乙酸甲酯、无水乙醇按1：1：1的比例配制成溶剂。取20g聚乙烯基吡络烷酮溶于40g溶剂中，在室温下超声15min；取聚醚改性有机硅30g溶于60g溶剂中，在室温下超声15min；取50g炭黑、30g二氧化硅溶于240g溶剂中，在室温下超声15min；将上述制备好的分散剂、消泡剂、防沉剂与炭黑溶液与1000g环氧树脂混合，在800rpm的转速下搅拌60min，使其充分混合；取2000g羰基铁与环氧树脂溶液、260g溶剂混合，在1000rpm的转速下搅拌90min后制备成组分A。将组分A与500g胺类固化剂混合均匀即可得到高耐候性的雷达波抑制涂料。

Claims (10)

1.一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，其包括以下原料：树脂基体、固化剂、吸收剂、炭黑、紫外线吸收剂、分散剂、防沉剂、溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，各原料所占的质量份数如下表所示。
原料名称 质量份数 树脂基体 100份 固化剂 30-50份 吸收剂 150-200份 炭黑 3-5份 紫外线吸收剂 1-5份 分散剂 1-2份 防沉剂 1-3份 溶剂 30-60份
3.根据权利要求1或2所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，
所述树脂基体由改性环氧树脂组成，其结构为包含
Figure FDA0002727204160000011
Figure FDA0002727204160000012
中的一种或几种，其环氧当量为300-1200g/mol，涂-4杯粘度为50-100s。
4.根据权利要求1或2所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，所述固化剂为胺类固化剂，与树脂的基体的比例为10:3-10:5。
5.根据权利要求1或2所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，还包括消泡剂，消泡剂为聚醚改性有机硅与溶剂的组合，其中聚醚改性有机硅的结构式为
Figure FDA0002727204160000013
其中R1、R2为中H、CH3、C2H4、C2H4O、C3H6O的一种或几种；溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合；消泡剂与溶剂的比例为1:1～1:2。
6.根据权利要求1或2所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，所述吸收剂为羰基铁、铁氧体中的一种或两种的组合，粒径不大于100μm。
7.根据权利要求1或2所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，所述紫外线吸收剂为TiO2，ZnO，CeO2中的一种或任意几种的组合。
8.根据权利要求1或2所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯基吡咯烷酮与溶剂的组合，溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或任意几种的组合，聚乙烯基吡络烷酮与溶剂的比例为1:1～1:2。
9.根据权利要求1或2所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层，其特征在于，所述防沉剂为气相二氧化硅与溶剂的组合，溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，防沉剂与溶剂的比例为1:2～1:3。
10.根据权利要求1所述的一种高耐候性的雷达波抑制涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照下表各原料的质量份数称量各种原材料；
原料名称 质量份数 树脂基体 100份 固化剂 30-50份 吸收剂 150-200份 炭黑 3-5份 紫外线吸收剂 1-5份 分散剂 1-2份 防沉剂 1-3份 溶剂 30-60份
(2)将分散剂聚乙烯基吡络烷酮溶于溶剂中，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，聚乙烯基吡络烷酮与溶剂的比例为1:1～1:2，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(3)将消泡剂聚醚改性有机硅溶于溶剂中，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，聚醚改性有机硅与溶剂的比例为1:1～1:2，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(4)将炭黑、防沉剂二氧化硅与溶剂混合，所用的溶剂为二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇中的一种或其中任意几种的组合，二氧化硅、炭黑的质量与溶剂的质量比例为1:2～1:3，充分搅拌后置于超声波分散机中，在温度不高于50℃的条件下超声10-15min；
(5)将配置好的分散剂、防沉剂与对应量的环氧树脂混合，在500-800rpm的转速下搅拌30-60min；
(6)将指定量的吸收剂、指定量的溶剂一同加入(5)中配置好的环氧树脂中，在800-100rpm的转速下搅拌60-90min，使其均匀分散在树脂基体中；
(7)将(6)中制备好的组分A与固化剂(组分B)按照相应的比例混合均匀，即得到高耐候性的雷达波抑制涂料。
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CN116515387A (zh) * 2022-10-12 2023-08-01 中国航发北京航空材料研究院 一种低内应力高耐候性吸波涂料及其制备方法

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