[发明专利]用于钛合金表面绝缘保护层的绝缘涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料领域，涉及一种用于钛合金表面绝缘保护层的绝缘涂料。

背景技术

现有钛合金具有密度小、比强度高、无磁性、无毒、耐腐蚀性强等优点，在航空、航天、化工、石油、轻工、冶金、发电等众多领域中获得日益广泛的应用，是具有发展前景的新型结构材料。在实际使用中，出于性能、成本等因素的考虑，钛合金或多或少都要与其它的异种金属接触使用，但钛合金属于高电位金属，在与其它低电位金属接触使用中，如铝、钢材等，极易引起低电位金属的电偶腐蚀。因此在许多实际情况下，需对钛合金进行绝缘保护，相比钛合金的阳极氧化和微弧氧化，涂覆绝缘性有机涂料是一种比较简单有效的方法。

由于钛金属活性大，暴露在含氧介质中钛金属会很快被氧化，迅速形成一层致密的氧化钛惰性膜，这层氧化钛惰性膜的表面能极低，并且坚硬光滑，常规机械打磨的涂装前处理方式难于清除，因此在使用简单的机械打磨方式处理的钛合金表面，涂覆常规的有机涂层时，有机涂层的附着力很差，极易脱落。因此，制备与钛合金具有高结合强度的绝缘涂料具有重大的意义。

CN103571301A公开了一种用于钛合金表面绝缘保护层的高结合强度绝缘涂料，其由高结合强度绝缘涂料和涂料固化剂两组份组成，且涂料固化剂选用聚酰胺类固化剂，高结合强度绝缘涂料，由成膜树脂、增韧改性剂、附力促进剂、消泡剂、流平剂、有机土、气相二氧化硅、常规着色颜填料和常规有机溶剂组成，该增韧改性剂是丁腈橡胶、环氧树脂混合物与三苯基磷的反应产物；按配比将高结合强度绝缘涂料与涂料固化剂混合均匀，采用喷涂、刷涂或滚涂等方式，施涂于钛合金表面，室温干燥固化7天，即在钛合金表面获得高结合强度绝缘保护涂膜，涂膜厚度50μm时，膜层与钛合金基材的结合强度≥13MPa，绝缘电阻≥1011Ω，能有效实现钛合金的绝缘保护，但是该力学性能在实际应用中仍不能满足需求，有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于钛合金表面绝缘保护层的绝缘涂料，尤其是一种具有优良力学性能的绝缘涂料，从而有效解决钛合金表面的绝缘以及高强度保护问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种用于钛合金表面绝缘保护的绝缘涂料，由高结合强度绝缘涂料和涂料固化剂两组份组成，按质量计，其高结合强度绝缘涂料为100份，固化剂为15～20份，按所述配比，将高结合强度绝缘涂料与涂料固化剂混合均匀，采用喷涂、刷涂或滚涂等方式，施涂于钛合金表面，即在钛合金表面获得高结合强度绝缘保护涂层，所述涂料固化剂选用聚酰胺类固化剂，所述高结合强度绝缘涂料，其按质量计组分配方如下：

成膜树脂：

双酚A型环氧树脂 70～90份；

基团改性剂：

羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液 30～50份；

增韧改性剂：

丁腈橡胶、环氧树脂混合物与三苯基磷的反应产物 20～40份；

附着力促进剂：

氨基硅烷偶联剂或环氧基团硅烷偶联剂 3～8份；

消泡剂：

改性聚硅氧烷、聚醚、或高级醇类消泡剂 0.3～0.8份；

流平剂：

本发明中，所述基团改性剂为羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液，其重量份为30～50份，例如为30份、32份、35份、38份、40份、42份、44份、46份、48份或50份等。

优选地，所述羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液是将羟基磷灰石和环糊精分散到二甲基砜中，以1000rpm的转速球磨24～48h得到的。所述球磨时间例如为24h、26h、30h、32h、33h、35h、36h、37h、39h、40h、42h、42.5h、45h、46h或48h等。

优选地，所述羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液中羟基磷灰石的浓度为3～5mol/L，例如为3mol/L、3.2mol/L、3.5mol/L、3.6mol/L、3.8mol/L、4.0mol/L、4.1mol/L、4.3mol/L、4.5mol/L、4.75mol/L、4.8mol/L、4.9mol/L或5mol/L等。

进一步优选地，所述羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液中羟基磷灰石的浓度为4mol/L。