CN116218347B - 一种抗空蚀面漆及其制备方法和应用 - Google Patents

一种抗空蚀面漆及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗空蚀面漆的制备方法，包括：(1)聚氨酯预聚体的制备：二元异氰酸酯与聚醚二元醇反应，得到软段预聚体；向所述软段预聚体中添加聚四氟乙烯，搅拌，得到聚氨酯预聚体；(2)复合固化剂的制备：将碳纳米管、碳化硅添加到固化剂溶液中，分散均匀，得到复合固化剂；(3)面漆的制备：将所述聚氨酯预聚体与所述复合固化剂混合，充分混匀，得到抗空蚀面漆。本发明的方法能够提高抗空蚀面漆的稳定性、导热性、疏水性以及结合力等力学性能，既能达到疏水性能、耐腐蚀、不易剥落，又可以抗空蚀，同时避免因连续空化导致抗空蚀涂层升温而引起的聚氨酯失效，可有效提高抗空蚀面漆的使用性能和使用寿命，满足水力机械的实际需求。

Description

一种抗空蚀面漆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料领域，具体而言，本发明涉及一种抗空蚀面漆及其制备方法和应用。
背景技术
流体机械在使用的过程中会产生空化和空蚀破坏，例如，水力机械水轮机的金属材料表面。空化和空蚀对水力机械的破坏包括会产生振动和噪音，降低效率和出力，减少服役寿命，增加运行成本等。因此，水力机械的运行过程中应避免空化和空蚀的产生。空蚀的预防措施之一是采用抗空蚀材料作为过流表面的保护层。常用的抗空蚀材料包括金属材料、有机材料、陶瓷材料等，目前，抗空蚀材料还存在抗空蚀性能较差，与金属基体的结合力不强，容易剥落失效，成本高等缺陷。因此，急需研发一种抗空蚀性能高，与金属基体的结合力强，不易剥落失效的抗空蚀保护层材料。
发明内容
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：近年来，聚氨酯作为抗空蚀保护层材料日益受到关注。聚氨酯是一种内聚能很好的弹性体材料，它兼有橡胶的高弹性和塑料的高强度，同时其分子结构中含有多种极性共价键，具有一定的粘附力，因此，能够用于水力机械过流表面的抗空蚀保护层材料。然而，目前关于聚氨酯抗空蚀保护层材料连续空化升温导致涂层失效以及聚氨酯稳定性、导热性、疏水性、力学性能、与金属基体的结合力等综合性能对抗空蚀性能改善的研究较少。因此，急需研发一种与金属基体的结合力强，不易剥落失效，强度高，抗空蚀性能高的抗空蚀保护层材料。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种抗空蚀面漆及其制备方法和应用，能够提高抗空蚀面漆的稳定性、导热性、疏水性和结合力等力学性能，既能达到所需的疏水性能、耐腐蚀、不易剥落，又可以抗空蚀，同时避免因连续空化导致抗空蚀涂层升温而引起的聚氨酯失效，可有效提高抗空蚀面漆的使用性能和使用寿命，满足水力机械的实际需求，制备方法简便易控，生产效率高，适合批量化生产。
本发明实施例的一种抗空蚀面漆的制备方法，包括：
(1)聚氨酯预聚体的制备：二元异氰酸酯与聚醚二元醇反应，得到软段预聚体；向所述软段预聚体中添加聚四氟乙烯，搅拌，得到聚氨酯预聚体；
(2)复合固化剂的制备：将碳纳米管、碳化硅添加到固化剂溶液中，分散均匀，得到复合固化剂；
(3)面漆的制备：将所述聚氨酯预聚体与所述复合固化剂混合，充分混匀，得到抗空蚀面漆。
根据本发明实施例的抗空蚀面漆的制备方法带来的优点和技术效果：本发明实施例的方法，以碳纳米管、碳化硅和聚四氟乙烯作为填料填入到聚氨酯面漆中，碳纳米管的加入可以提升面漆的导热性能，利于连续空蚀过程中能量的释放，还可以提升涂层的疏水性。聚四氟乙烯(PTFE)的加入可以提升涂层的疏水性，也可以提升涂层的稳定性和与金属基体的结合力以及弹性模量等力学性能。加入碳化硅，在聚四氟乙烯和碳纳米管的基础上进一步提升面漆的力学性能。聚四氟乙烯颗粒需先在预聚体中充分分散，碳纳米管和碳化硅粉体需先在固化剂中充分分散，因聚四氟乙烯的表面极性较小，在醇溶液中不容易分散，需要先将其分散于预聚体中，而碳纳米管和碳化硅粉体极性较大可以直接分散于醇溶液中，从而保证三种填料能够在面漆中分散均匀，进而充分提高抗空蚀面漆的抗空蚀性能。本发明实施例的方法，能够提高抗空蚀面漆的稳定性、导热性、疏水性以及结合力等力学性能，既能达到涂层的疏水性能、耐腐蚀、不易剥落，又可以抗空蚀，同时避免因连续空化导致抗空蚀涂层升温而引起的聚氨酯失效，可有效提高抗空蚀面漆的使用性能和使用寿命，满足水力机械等机械过流表面的实际需求，制备方法简便易控，生产效率高，适合批量化生产。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述二元异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃醚二醇；所述二元异氰酸酯与聚醚二元醇的质量比为0.75～0.85:1。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述反应的温度为70～80℃，优选为75℃；所述的时间为1～3h，优选为2h。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述聚四氟乙烯的颗粒为微米级和纳米级中的至少一种。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述搅拌的时间为15-40min。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述二元异氰酸酯与聚醚二元醇反应前先与含氟醇反应，得到含氟异氰酸酯化合物，所述含氟异氰酸酯化合物再与聚醚二元醇反应，得到软段预聚体。
在一些实施例中，所述含氟醇为全氟烷基乙醇和2-全氟辛基乙基醇中的至少一种；所述含氟醇与二元异氰酸酯的摩尔比为0.4-0.6：1，优选为0.5：1；所述二元异氰酸酯与含氟醇反应的温度为55-65℃，优选为60℃；所述二元异氰酸酯与含氟醇反应的时间为1～3h，优选为2h；所述含氟异氰酸酯化合物与聚醚二元醇的质量比为0.75～0.85:1。
在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种；所述碳化硅的颗粒为微米级和纳米级中的至少一种。
在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述碳纳米管在添加前进行酸化处理；采用超声处理进行分散，超声处理的时间为20-40min。
在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述固化剂包括乙二醇和3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷，还包括聚己内酯多元醇、1,4-丁二醇中的至少一种；其中，所述固化剂中，二元醇和多元醇的质量总和与3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷的质量比为(6～9):1。
在一些实施例中，所述步骤(3)中，所述的聚氨酯预聚体与所述的复合固化剂按照官能团-NCO:-NH2＝0.7-0.9:1的比例混合，优选为0.8：0.1。
在一些实施例中，所述抗空蚀面漆中，所述聚四氟乙烯的质量分数为3wt％～8wt％；所述碳纳米管的质量分数为0.5wt％～1wt％；所述碳化硅的质量分数为0.5wt％～2wt％。
本发明实施例的一种抗空蚀面漆，采用本发明实施例的制备方法制备得到。本发明实施例中，抗空蚀面漆含有碳纳米管、碳化硅和聚四氟乙烯，能够提高抗空蚀面漆的稳定性、导热性、疏水性和结合力等力学性能，既能达到涂层的疏水性能、耐腐蚀、不易剥落，又可以抗空蚀，同时避免因连续空化导致抗空蚀涂层升温而引起的聚氨酯失效，可有效提高抗空蚀面漆的使用性能和使用寿命，满足水力机械等机械过流表面的实际需求，制备方法简便易控，生产效率高，适合批量化生产。
本发明实施例的一种抗空蚀涂层，采用本发明实施例抗空蚀面漆喷涂或刷涂在金属的底漆或中间漆上，在其表面形成抗空蚀涂层。本发明实施例中，添加碳纳米管、碳化硅和聚四氟乙烯制备得到的抗空蚀涂层，涂层厚度均匀、不易剥落、导热效果好、耐空蚀、耐腐蚀和疏水，可有效提高抗空蚀涂层的使用性能和使用寿命，满足水工机械的实际需求。
本发明实施例还提出了一种抗空蚀面漆在水轮机抗空蚀中的应用。既能达到涂层的疏水性能、耐腐蚀、不易剥落，又可以抗空蚀，同时避免因连续空化导致抗空蚀涂层升温而引起的聚氨酯失效，可有效提高抗空蚀面漆的使用性能和使用寿命，满足水力机械等机械过流表面的实际需求。
附图说明
图1是本发明实施例的抗空蚀面漆的制备路线图。
图2是本发明实施例的抗空蚀面漆固化后得到的抗空蚀涂层的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例的一种抗空蚀面漆的制备方法，包括：
(1)聚氨酯预聚体的制备：二元异氰酸酯与聚醚二元醇反应，得到软段预聚体；向所述软段预聚体中添加聚四氟乙烯，搅拌，得到聚氨酯预聚体；
(2)复合固化剂的制备：将碳纳米管、碳化硅添加到固化剂溶液中，分散均匀，得到复合固化剂；
(3)面漆的制备：将所述聚氨酯预聚体与所述复合固化剂混合，充分混匀，得到抗空蚀面漆。
本发明实施例的抗空蚀面漆的制备方法，以碳纳米管、碳化硅和聚四氟乙烯作为填料填入到聚氨酯面漆中，碳纳米管的加入可以提升面漆的导热性能，利于连续空蚀过程中能量的释放，还可以提升涂层的疏水性。聚四氟乙烯(PTFE)的加入可以提升涂层的疏水性，也可以提升涂层的稳定性和与金属基体的结合力以及弹性模量等力学性能。加入碳化硅，在聚四氟乙烯和碳纳米管的基础上进一步提升面漆的力学性能。聚四氟乙烯颗粒需先在预聚体中充分分散，碳纳米管和碳化硅粉体需先在固化剂中充分分散，因聚四氟乙烯的表面极性较小，在醇溶液中不容易分散，需要先将其分散于预聚体中，而碳纳米管和碳化硅粉体极性较大可以直接分散于醇溶液中，从而保证三种填料能够在面漆中分散均匀，进而充分提高抗空蚀面漆的抗空蚀性能。本发明实施例的方法，能够提高抗空蚀面漆的稳定性、导热性、疏水性和结合力等力学性能，既能达到涂层的疏水性能、耐腐蚀、不易剥落，又可以抗空蚀，同时避免因连续空化导致抗空蚀涂层升温而引起的聚氨酯失效，可有效提高抗空蚀面漆的使用性能和使用寿命，满足水力机械等机械过流表面的实际需求，制备方法简便易控，生产效率高，适合批量化生产。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述二元异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃醚二醇。本发明实施例中，聚醚二元醇选用聚四氢呋喃醚二醇，因聚醚型二元醇的耐水性较好，而聚四氢呋喃醚二醇符合抗空蚀面漆所需聚氨酯软段的要求。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述二元异氰酸酯与聚醚二元醇的质量比为0.75～0.85:1。本发明实施例中，优化了二元异氰酸酯与聚醚二元醇的比例，聚醚二元醇用量过多，会导致二异氰酸酯中的-NCO官能团过度反应，无法保证其与固化剂反应，并且聚醚二元醇过多会导致预聚体的粘度增加，也不利于后续反应；聚醚二元醇用量过少，会导致聚氨酯中软段减少，影响聚氨酯的弹性，进而不利于抗空蚀面漆的抗空蚀性能。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述反应的温度为70～80℃，优选为75℃；所述反应的时间为1～3h，优选为2h。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述聚四氟乙烯的颗粒为微米级和纳米级中的至少一种；所述抗空蚀面漆中，所述聚四氟乙烯的质量分数为3wt％～8wt％。本发明实施例中，聚四氟乙烯的加入不仅可以提升面漆的疏水性，也可以提升面漆的稳定性和与金属基体的结合力以及弹性模量等力学性能。聚四氟乙烯加入过多，会导致聚四氟乙烯颗粒出现团聚，导致抗空蚀涂层在空化条件下出现应力集中点，加速涂层的破损；聚四氟乙烯加入过少，不利于提高疏水性能和力学性能。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述搅拌的时间为15-40min。本发明实施例中，充分的搅拌有利于软段预聚体与聚四氟乙烯的充分混匀，进而有利于提高面漆的均匀性、稳定性以及抗空蚀性能。
在一些实施例中，所述步骤(1)中，所述二元异氰酸酯与聚醚二元醇反应前先与含氟醇反应，得到含氟异氰酸酯化合物，所述含氟异氰酸酯化合物再与聚醚二元醇反应，得到软段预聚体。在一些实施例中，所述含氟醇为全氟烷基乙醇和2-全氟辛基乙基醇中的至少一种。在一些实施例中，所述含氟醇与二元异氰酸酯的摩尔比为0.4-0.6：1，优选为0.5：1。在一些实施例中，所述二元异氰酸酯与含氟醇反应的温度为55-65℃，优选为60℃；所述二元异氰酸酯与含氟醇反应的时间为1～3h，优选为2h；所述含氟异氰酸酯化合物与聚醚二元醇的质量比为0.75～0.85:1。所述含氟异氰酸酯化合物与聚醚二元醇反应的温度为70～80℃，优选为75℃；所述反应的时间为1～3h，优选为2h。本发明实施例中，添加含氟醇有利于提升涂层的疏水性和抗空蚀性能。
在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种；所述抗空蚀面漆中，所述碳纳米管的质量分数为0.5wt％～1wt％。本发明实施例中，碳纳米管的加入不仅可以提升面漆的导热性能，利于连续空蚀过程中能量的释放，也可以提升面漆的疏水性。碳纳米管加入过多，会导致碳纳米管在涂层中分布不均，导致涂层的局部应力集中，加速涂层的破损；碳纳米管加入过少，涂层的导热效果不明显，在长时间空蚀后，涂层存在失效的风险。
在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述碳化硅的颗粒为微米级和纳米级中的至少一种；所述抗空蚀面漆中，所述碳化硅的质量分数为0.5wt％～2wt％。本发明实施例中，加入碳化硅粉体，在聚四氟乙烯颗粒和碳纳米管的基础上可以进一步提升面漆的力学性能。碳化硅加入过多，会导致涂层的硬度过高，韧性下降、拉伸强度降低，不利于抗空蚀涂层抗空蚀性能的提高；碳化硅加入过少，无法起到提升力学性能的作用。
在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述碳纳米管在添加前进行酸化处理。本发明实施例中，对碳纳米管进行酸化处理，酸化后，能够增加碳纳米管的极性，使其能更好的分散于固化剂中。
在一些实施例中，所述步骤(2)中，采用超声处理进行分散，超声处理的时间为20-40min。本发明实施例中，超声处理有利于填料在固化剂中的均匀分散。
在一些实施例中，所述步骤(2)中，所述固化剂包括乙二醇和3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷，还包括聚己内酯多元醇、1,4-丁二醇中的至少一种；其中，所述固化剂中，二元醇和多元醇的质量总和与3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷的质量比为(6～9):1。本发明实施例中，在固化剂中加入乙二醇，有利于提高碳纳米管的分散性。固化剂聚己内酯多元醇和1,4-丁二醇的固化反应较慢，固化时间较长，3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷是二元胺，反应活性强，可以一定程度上提高固化速度，又不会导致固化速度太快。3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷用量过多会导致聚氨酯硬段增加，弹性降低，聚己内酯多元醇可以增加聚氨酯软段，提升弹性。
在一些实施例中，所述步骤(3)中，所述的聚氨酯预聚体与所述的复合固化剂按照官能团-NCO:-NH2＝0.7-0.9:1的比例混合，优选为0.8：0.1。在一些实施例中，所述的聚氨酯预聚体与所述的复合固化剂混合的温度为60-70℃，优选为65℃。其中的-NH2来自于3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷。
本发明实施例的一种抗空蚀面漆，采用本发明实施例的制备方法制备得到。本发明实施例中，抗空蚀面漆含有碳纳米管、碳化硅和聚四氟乙烯，能够提高抗空蚀面漆的稳定性、导热性、疏水性和结合力等力学性能，既能达到涂层的疏水性能、耐腐蚀、不易剥落，又可以抗空蚀，同时避免因连续空化导致抗空蚀涂层升温而引起的聚氨酯失效，可有效提高抗空蚀面漆的使用性能和使用寿命，满足水力机械等机械过流表面的实际需求，制备方法简便易控，生产效率高，适合批量化生产。
本发明实施例的一种抗空蚀涂层，采用本发明实施例抗空蚀面漆喷涂或刷涂在金属的底漆或中间漆上，在其表面形成抗空蚀涂层。有机涂层的固化可以根据需要采用自然固化和加热固化等。本发明实施例中，添加碳纳米管、碳化硅和聚四氟乙烯制备得到的抗空蚀涂层，涂层厚度均匀、不易剥落、导热效果好、耐空蚀、耐腐蚀和疏水，可有效提高抗空蚀涂层的使用性能和使用寿命，满足水工机械的实际需求。
本发明实施例还提出了一种抗空蚀面漆在水轮机抗空蚀中的应用。既能达到涂层的疏水性能、耐腐蚀、不易剥落，又可以抗空蚀，同时避免因连续空化导致抗空蚀涂层升温而引起的聚氨酯失效，可有效提高抗空蚀面漆的使用性能和使用寿命，满足水轮机等机械过流表面的抗空蚀需求，进而减少振动和噪音的产生，有效保持水轮机使用过程中的效率和出力，提高服役寿命，减少运行成本。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
以下实施例中所用原料均为市售。
实施例1
将多壁碳纳米管进行酸化处理两小时后干燥。采用市售的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)反应得到软段预聚体，其中MDI与PTMG的质量比为0.8:1，反应温度为75℃，反应时间为2h，向其中加入聚四氟乙烯(PTFE)颗粒，并经机械搅拌30min后得到混合均匀的聚氨酯预聚体；将酸化后的多壁碳纳米管和纳米碳化硅粉体添加到乙二醇、3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷、1,4-丁二醇的混合溶液中(m二元醇和多元醇：m二胺＝6:1)，经超声分散30min后得到复合固化剂；将聚氨酯预聚体与复合固化剂按照官能团-NCO:-NH2＝0.8:1的比例进行混合，温度为65℃，将抗空蚀面漆喷涂于水轮机的底漆或中间漆上，室温固化。原料采用真空脱水2h，其中碳纳米管的含量为0.5wt％，PTFE颗粒的含量为4wt％，碳化硅粉体的含量为1wt％，涂层厚度不小于1mm。
本实施例制得的抗空蚀面漆固化后得到的抗空蚀涂层的示意图参见图2。
本实施例制得的面漆固化成膜后，进行结合力和抗空蚀测试，结合力可达14MPa，在模拟空蚀仪上测试抗空蚀性能，20h的平均空蚀速率为2.5mg/h，远低于基体的抗空蚀损失速率8.5mg/h。
实施例2
将多壁碳纳米管进行酸化处理两小时后干燥。采用市售的2-全氟辛基乙基醇(TEOH-8)与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应，得到含氟异氰酸酯化合物，TEOH与MDI的摩尔比为0.5，反应温度为60℃，反应时间为2h；含氟异氰酸酯化合物与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)反应得到软段预聚体，其中含氟异氰酸酯化合物与PTMG的质量比为0.82:1，反应温度为75℃，反应时间为2h；向其中加入PTFE颗粒，并经机械搅拌25min后得到混合均匀的聚氨酯预聚体；将酸化处理的多壁碳纳米管和碳化硅粉体(微米粉20wt％，纳米粉80wt％)添加到乙二醇、3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷和聚己内酯多元醇的混合溶液中(m二元醇和多元醇：m二胺＝8:1)，经超声分散35min得到复合固化剂；将聚氨酯预聚体与复合固化剂按照官能团-NCO:-NH2＝0.8:1的比例进行混合，温度为65℃，将抗空蚀面漆喷涂于底漆或中间漆上，室温固化。原料采用真空脱水2h，其中碳纳米管的含量为1wt％，PTFE颗粒的含量为8wt％，碳化硅粉体含量为0.5wt％，涂层厚度不小于1mm。
本实施例制得的面漆固化成膜后，进行结合力和抗空蚀测试，结合力可达11MPa，在模拟空蚀仪上测试抗空蚀性能，20h的平均空蚀速率为1.2mg/h，远低于基体的抗空蚀损失速率8.5mg/h。
实施例3
将多壁碳纳米管和单壁碳纳米管进行酸化处理两小时后干燥。采用市售的全氟烷基乙醇(TEOH-10)与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应得到含氟异氰酸酯化合物，TEOH与MDI的摩尔比为0.5，反应温度为60℃，反应时间为2h；含氟异氰酸酯化合物与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)反应得到软段预聚体，其中含氟异氰酸酯化合物与PTMG的质量比为0.8:1，反应温度为75℃，反应时间为2h，向其中加入PTFE颗粒，并经机械搅拌25min后得到混合均匀的聚氨酯预聚体；将酸化处理的混合碳纳米管和纳米碳化硅颗粒添加到乙二醇、3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷和聚己内酯多元醇的混合溶液(m二元醇和多元醇：m二胺＝8:1)中得到复合固化剂；将聚氨酯预聚体与复合固化剂按照官能团-NCO:-NH2＝0.8:1的比例进行混合，温度为65℃，将抗空蚀面漆喷涂于底漆或中间漆上，室温固化。原料采用真空脱水2h，其中碳纳米管的含量为0.8wt％，PTFE颗粒的含量为6wt％，碳化硅粉体的含量为1.5wt％，涂层厚度不小于1mm。
本实施例制得的面漆固化成膜后，进行结合力和抗空蚀测试，结合力可达12MPa，在模拟空蚀仪上测试抗空蚀性能，20h的平均空蚀速率为1.3mg/h，远低于基体的抗空蚀损失速率8.5mg/h。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，包括：
（1）聚氨酯预聚体的制备：二元异氰酸酯与聚醚二元醇反应，得到软段预聚体；向所述软段预聚体中添加聚四氟乙烯，搅拌，得到聚氨酯预聚体；
（2）复合固化剂的制备：将碳纳米管、碳化硅添加到固化剂溶液中，分散均匀，得到复合固化剂；
（3）面漆的制备：将所述聚氨酯预聚体与所述复合固化剂混合，充分混匀，得到抗空蚀面漆；
所述步骤（1）中，所述二元异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，所述聚醚二元醇为聚四氢呋喃醚二醇；所述二元异氰酸酯与聚醚二元醇的质量比为0.75～0.85:1；
所述步骤（2）中，所述固化剂包括乙二醇和3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷，还包括聚己内酯多元醇、1,4-丁二醇中的至少一种；其中，所述固化剂中，二元醇和多元醇的质量总和与3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷的质量比为（6～9）:1；
所述抗空蚀面漆中，所述聚四氟乙烯的质量分数为3wt%～8wt%；所述碳纳米管的质量分数为0.5wt%～1wt%；所述碳化硅的质量分数为0.5wt%～2wt%。
2.根据权利要求1所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述反应的温度为70～80℃；所述反应的时间为1～3h。
3.根据权利要求1所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述聚四氟乙烯的颗粒为微米级和纳米级中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述搅拌的时间为15-40min。
5.根据权利要求1所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述二元异氰酸酯在与聚醚二元醇反应前先与含氟醇反应，得到含氟异氰酸酯化合物，所述含氟异氰酸酯化合物再与聚醚二元醇反应，得到软段预聚体。
6.根据权利要求5所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述含氟醇为全氟烷基乙醇和2-全氟辛基乙基醇中的至少一种；所述含氟醇与二元异氰酸酯的摩尔比为0.4-0.6：1；所述二元异氰酸酯与含氟醇反应的温度为55-65℃；所述二元异氰酸酯与含氟醇反应的时间为1～3h；所述含氟异氰酸酯化合物与聚醚二元醇的质量比为0.75～0.85:1。
7.根据权利要求6所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述含氟醇与二元异氰酸酯的摩尔比为0.5：1。
8.根据权利要求6所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述二元异氰酸酯与含氟醇反应的温度为60℃。
9.根据权利要求6所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述二元异氰酸酯与含氟醇反应的时间为2h。
10.根据权利要求1所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种；所述碳化硅的颗粒为微米级和纳米级中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述碳纳米管在添加前进行酸化处理；采用超声处理进行分散，超声处理的时间为20-40min。
12.根据权利要求1所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述的聚氨酯预聚体与所述的复合固化剂按照官能团-NCO:-NH2=0.7-0.9:1的比例混合。
13.根据权利要求12所述的抗空蚀面漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述的聚氨酯预聚体与所述的复合固化剂按照官能团-NCO:-NH2=0.8:1的比例混合。
14.一种抗空蚀面漆，其特征在于，采用权利要求1-13中任一项所述的制备方法制备得到。
15.一种抗空蚀涂层，其特征在于，采用权利要求14所述的抗空蚀面漆喷涂或刷涂在金属的底漆或中间漆上，在其表面形成抗空蚀涂层。
16.一种权利要求14所述的抗空蚀面漆在水轮机抗空蚀中的应用。
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