[发明专利]无铬纳米复合聚氨酯航空涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米技术和腐蚀防护技术，具体为一种具有高耐蚀性的无铬纳米复合聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术

现用的飞机涂料主要由环氧或聚氨酯底漆和聚氨酯面漆组成。航空底漆的功能颇多，其中最重要的是防止基体腐蚀。大气环境中的水分、氧、盐雾、酸雾及机用液体等是引起腐蚀的主要因素。由于常见的涂层对于腐蚀性介质都有一定的渗透率，因此仅靠面漆防护是不够的。而底漆的作用则是在底漆树脂的基础上，通过填充颜料加大底层涂料的致密性来减缓腐蚀性介质的渗透，依靠防锈颜料的物理和化学作用阻止材料性能恶化。目前，铬酸锶、铬酸锌、铬酸钡等铬酸盐是飞机底漆中主要防锈颜料，用量一般在底漆总量的10wt％-20wt％。如中国专利(公开号CN1891770)公开了航空器蒙皮用涂料，底漆采用中等分子量环氧树脂与较柔软的聚酰胺固化剂相搭配，面漆采用特制的羟基聚酯树脂与作为交联剂的HDI缩二脲以及HDI三聚体相搭配，在底漆的基料中含有13wt％-14wt％的锶铬黄。

铬酸盐是有毒、致癌的物质，在工业生产过程中，对人体健康和环境造成危害。限制铬酸盐使用的法令已陆续在各行各业出台，大力开发无铬的航空涂料是必然趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好耐蚀性能的无铬纳米复合聚氨酯航空涂料及其制备方法，解决现有技术中存在的防锈颜料采用有毒、致癌的铬酸盐，对人体健康和环境造成危害等问题。

本发明的技术方案是：

一种无铬纳米复合聚氨酯航空涂料，由以下两组分构成：

按重量份数计，组分一包括以下组分和含量：

合成树脂10-85(优选为：35～75)；

纳米浆0.2-30(优选为：0.5～20)；

着色颜料0-40(优选为：0～30)；

有机缓蚀剂0.01-5(优选为：0.5～3)；

防锈颜料5-40(优选为：8～40)；

填料0-20(优选为：0～10)；

助剂0.5-5(优选为：0.5～3)；

溶剂5-35(优选为：10～30)；

按重量份数计，组分二包括以下组分和含量：

固化剂50-100(优选为：60～100)；

溶剂0-50(优选为：0～40)；

组分一与组分二的配比为(100∶1)～(100∶80)，优选配比为(100∶20)～(100∶70)。

所述无铬纳米复合聚氨酯航空涂料的合成树脂为羟基丙烯酸树脂、和/或羟基聚酯树脂的一种或多种，固化剂为异氰酸酯类固化剂。

所述无铬纳米复合聚氨酯航空涂料的有机缓蚀剂是硝基化合物。有机缓蚀剂是间硝基月桂酸锌(钙)、对硝基月桂酸锌(钙)、间硝基软脂酸锌(钙)、对硝基软脂酸锌(钙)、间硝基硬脂酸锌(钙)、对硝基硬脂酸锌(钙)或对硝基肉桂酸锌(钙)等。有机缓蚀剂可以抵制由于涂料施工时的闪锈发生，与防锈颜料一起使用有协同防腐蚀作用。

所述的无铬纳米复合聚氨酯航空涂料的防锈颜料是指含锶的磷酸盐，或含锶的磷酸盐与含锌的磷酸盐、含铝的磷酸盐的混合物。含锶的磷酸盐，如：德国Heubach公司的SRPP或SAPP等；含锌的磷酸盐，如正磷酸锌或多聚磷酸锌等；含铝的磷酸盐，如三聚磷酸铝等。本发明中，防锈颜料在水中溶出后在涂层与金属界面会形成磷化膜，起到防腐蚀作用。

所述纳米浆指的是中科纳米涂料技术(苏州)有限公司生产的Nanos型纳米浆；还可以采用中国科学院金属研究所的发明专利(专利号：ZL01128270.3)中提到的纳米浆；或者，中国科学院金属研究所的发明专利(专利号：ZL01138874.9)中提到的纳米浆。

所述溶剂为涂料的常用溶剂，如：甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮或环己酮等。

所述着色颜料为涂料常用颜料，如钛白粉、氧化锌或锌钡白等。

所述填料为涂料常用填料，如重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉或石英砂等。

所述助剂是涂料制备过程中经常使用的助剂，包括防沉剂、润湿分散剂或流平剂等；