專利名稱：一種直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
直升機(jī)旋翼是直升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分。目前大部分機(jī)型直升機(jī)的旋翼系統(tǒng)主要由復(fù)合材料槳葉和旋翼槳轂組成，采用復(fù)合材料的主要優(yōu)點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度大、剛度大以及耐化學(xué)腐蝕。但是，由于復(fù)合材料的粘結(jié)劑主要是環(huán)氧樹脂，雙馬樹脂等，而這些粘結(jié)劑在自然界中會(huì)受到大氣中潮濕氣體、鹽霧、雨淋、日曬等因素的作用產(chǎn)生老化現(xiàn)象，使它的外觀、力學(xué)性能和電性能等發(fā)生變化。為了維護(hù)飛行安全以及延長(zhǎng)飛行壽命，就必須對(duì)復(fù)合材料旋翼進(jìn)行涂裝保護(hù)層，這就是直升機(jī)旋翼用涂料。它必須滿足以下要求一是很好的耐候性；二是很好的附著力；三是很好的耐磨耗性，但目前尚無合適涂料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料，涂膜耐候性、附著力、耐磨性的綜合性能好，特別是耐磨性、耐熱性和耐低溫性明顯改善。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個(gè)目的的技術(shù)方案是一種直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料，由甲、 乙兩組分構(gòu)成，其特征在于，甲組分為縮二脲多異氰酸酯，乙組分由以下組分組成，各組分用量如下支鏈化聚酯樹脂45 65重量份，有機(jī)溶劑10 25重量份，著色顏料5 36重量份，耐磨填料2. 5 7. 5重量份，消光劑0 1重量份，分散劑2 4. 5重量份，流平劑 0. 1 1. 0重量份，催干劑0. 001 0. 02重量份；上述甲、乙兩種組分的重量比為1 2 ；所述耐磨填料為二氧化硅和/或碳化硅；所述支鏈化聚酯樹脂是以六氫苯酐0. 1 0. 2mol、間苯二甲酸0. 1 0. 2mol、己二酸0. 1 0. 2mol、l，4-環(huán)己烷二甲酸0. 1 0. 2mol、新戊二醇0. 3 0. 4mol、三羥甲基丙烷0. 1 0. 2mol、l，4-環(huán)己烷二甲醇0. 15 0. 25mol為原料制得的。上述直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料中，所述有機(jī)溶劑為丙二醇甲醚醋酸酯、環(huán)己酮、醋酸丁酯組成的混合溶劑，其中丙二醇甲醚醋酸酯環(huán)己酮醋酸丁酯的重量比為 1:1:1。上述直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料中，所述著色顏料為氧化鉻綠、大紅粉、中鉻黃、鈦白、炭黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠中的幾種組成。上述直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料中，所述分散劑為畢克公司Β (-161、Ciba公司Ciba EFKA-5065中的一種或兩種。上述直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料中，所述消光劑為德固薩0Κ-412消光粉；所述的流平劑為Cil3a公司Ciba EFKA-37777流平劑；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種著色顏料和耐磨填料易分散的、工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量穩(wěn)定的直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料的制備方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二個(gè)目的的技術(shù)方案是一種上述直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于，具體制備步驟如下①制備支鏈化聚酯樹脂在裝有冷凝器、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)容器中，按上述支鏈化聚酯樹脂的原料用量加入六氫苯酐、間苯二甲酸、己二酸、1，4_環(huán)己烷二甲酸、新戊二醇、三羥甲基丙烷、1，4-環(huán)己烷二甲醇，在分水器中充滿二甲苯溶劑，反應(yīng)容器內(nèi)通保護(hù)性氣體二氧化碳或者氮?dú)猓缓蠹訜嵘郎刂廖锪先廴诤?，開啟攪拌器，升溫至120 V回流并同時(shí)控制分水器柱頂溫度在90 105°C，至少用6小時(shí)升溫至180°C，再在2小時(shí)內(nèi)升溫至200°C后，不再控制分水器柱頂溫度，再在2小時(shí)內(nèi)升溫至220 士 2 °C并在此溫度下保溫6小時(shí)后開始測(cè)酸價(jià)，直至酸價(jià)< 5mgK0H/g后開始降溫，在140°C加入兌稀溶劑，溫度為80°C過濾、出料即得到支鏈化聚酯樹脂，保存?zhèn)溆?；②配制乙組分按上述乙組分各組分的用量稱取步驟①制得的支鏈化聚酯樹脂、有機(jī)溶劑、著色顏料、耐磨填料、消光劑、分散劑、流平劑、催干劑，備用；在拉缸內(nèi)，將有機(jī)溶劑、分散劑、步驟①制得的支鏈化聚酯樹脂、著色顏料、耐磨填料二氧化硅和/或碳化硅高速分散均勻后，移入砂磨機(jī)研磨至細(xì)度為40微米以下制得色漿，將其移入拉缸內(nèi)，加入流平劑、催干劑、消光劑，高速分散0. 5h后，制得乙組分，保存?zhèn)溆茫虎叟渲浦鄙龣C(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料按甲組分和乙組分質(zhì)量比為1 2，將甲組分縮二脲多異氰酸酯與步驟②制得的乙組分混合均勻即為直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料。上述直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料的制備方法中，所述有機(jī)溶劑為醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、環(huán)己酮組成的混合溶劑，其中丙二醇甲醚醋酸酯環(huán)己酮醋酸丁酯的重量比為1 1 1 ；所述著色顏料為氧化鉻綠、大紅粉、中鉻黃、鈦白、炭黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠中的幾種組成；所述分散劑為畢克公司BI-161、Ciba公司Ciba EFKA-5065中的一種或兩種。上述直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料的制備方法中，所述消光劑為德固薩0K-412 消光粉；所述的流平劑為Cil3a公司Ciba EFKA-37777流平劑；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明技術(shù)方案的涂料，使用了特制的支鏈化的聚酯樹脂。 由于該聚酯樹脂是由恰當(dāng)配比的特定多元酸和酸酐(六氫苯酐、間苯二甲酸、己二酸、1， 4-環(huán)己烷二甲酸)與多元醇(新戊二醇、三羥甲基丙烷、1，4_環(huán)己烷二甲醇)為原料制得的。在合成時(shí)，其中己二酸、六氫苯酐、間苯二甲酸與新戊二醇、三羥甲基丙烷反應(yīng)可以生成較長(zhǎng)的樹脂主鏈，它為涂膜提供良好的柔韌性、附著力及優(yōu)異的戶外耐久性，而主鏈上具有由六氫苯酐、間苯二甲酸提供的苯環(huán)給樹脂增加了一定的剛性，使得樹脂具有優(yōu)良柔韌性的同時(shí)也具有較好的硬度，并且苯環(huán)結(jié)構(gòu)還具有位阻效應(yīng)，能降低樹脂主鏈上某些基團(tuán)的反應(yīng)活潑性，使聚酯主鏈能更穩(wěn)定；原料中的1，4_環(huán)己烷二甲酸能夠與主鏈上的羥基基團(tuán)反應(yīng)，三羥甲基丙烷、1，4-環(huán)己烷二甲醇能夠與主鏈上的羧基反應(yīng)，在樹脂主鏈上生成支鏈結(jié)構(gòu)，制得支鏈化的聚酯樹脂。在主鏈樹脂上生成一定的支鏈結(jié)構(gòu)，能夠使得樹脂的主鏈結(jié)構(gòu)在參與固化反應(yīng)的同時(shí)，支鏈上的羥基也參與交聯(lián)反應(yīng)，這就大大的提高了整個(gè)樹脂分子鏈上的反應(yīng)均勻性，同時(shí)，支鏈上的羥基基團(tuán)參與固化反應(yīng)，提高了樹脂體系的交聯(lián)密度、漆膜的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg，增加樹脂的極性，使得涂膜具有優(yōu)良耐水、耐油、耐鹽霧等耐化學(xué)介質(zhì)性能，涂膜的綜合性能，特別是耐濕熱性、耐低溫性，明顯優(yōu)于不含支鏈的聚酯樹脂 (見表4)；支鏈上的羧基對(duì)著色顏、耐磨填料具有潤(rùn)濕作用，使得著色顏料、耐磨填料更易分散，耐磨填料的作用得到充分發(fā)揮；由于特制的支鏈化聚酯樹脂體本身的優(yōu)異柔韌性和一定的剛性，再加上分散均勻且分散穩(wěn)定的耐磨填料，確保了涂膜的耐磨效果(見表4)。本發(fā)明涂料制備方法簡(jiǎn)單、質(zhì)量穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述，但不受此限制。實(shí)施例所用原料，除另有說明外，均為涂料行業(yè)用市售工業(yè)品，可以通過商業(yè)渠道購得。本發(fā)明的直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料，由甲、乙兩組分構(gòu)成，其特征在于，甲組分為縮二脲多異氰酸酯，乙組分由以下組分組成，各組分用量如下支鏈化聚酯樹脂45 65重量份，有機(jī)溶劑10 25重量份，著色顏料5 36重量份，耐磨填料2. 5 7. 5重量份， 消光劑0 1重量份，分散劑2 4. 5重量份，流平劑0. 1 1. 0重量份，催干劑0. 001 0. 02重量份；上述甲、乙兩種組分的重量比為1 2 ；所述耐磨填料為二氧化硅和/或碳化硅；所述支鏈化聚酯樹脂是以六氫苯酐0. 1 0. 2mol、間苯二甲酸0. 1 0. 2mol、己二酸0. 1 0. 2mol、l，4-環(huán)己烷二甲酸0. 1 0. 2mol、新戊二醇0. 3 0. 4mol、三羥甲基丙烷0. 1 0. 2mol、l，4-環(huán)己烷二甲醇0. 15 0. 25mol為原料制得的。(一 )制備直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料(綠色)實(shí)施例1①制備支鏈化聚酯樹脂在裝有冷凝器、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)容器中，加入六氫苯酐0. 1 0. 2mol、間苯二甲酸0. 1 0. 2mol、己二酸0. 1 0. 2mol、l，4-環(huán)己烷二甲酸0. 1 0. 2mol、新戊二醇0. 3 0. 4mol、三羥甲基丙烷0. 1 0. 2mol、l，4_環(huán)己烷二甲醇0. 15 0. 25mol，在分水器中充滿二甲苯溶劑，反應(yīng)容器內(nèi)通保護(hù)性氣體二氧化碳或者氮?dú)?，然后加熱升溫至物料熔融后，開啟攪拌器，升溫至120°C回流并同時(shí)控制分水器柱頂溫度在 90 105°C，用6小時(shí)升溫至180°C，再在2小時(shí)內(nèi)升溫至200°C后，不再控制分水器柱頂溫度，再在2小時(shí)內(nèi)升溫至220士2°C并在此溫度下保溫6小時(shí)后開始測(cè)酸價(jià)，直至酸價(jià) < 5mgK0H/g后開始降溫，在140°C加入兌稀溶劑，溫度為80°C過濾、出料即得到支鏈化聚酯樹脂，其羥值8. 0mgK0H/g,保存?zhèn)溆茫虎谂渲埔医M分乙組分各組分用量如下支鏈化聚酯樹脂45 65重量份，有機(jī)溶劑10 25重量份，著色顏料5 36重量份，耐磨填料2. 5 7. 5重量份，消光劑0 1重量份，分散劑 2 4. 5重量份，流平劑0. 1 1. 0重量份，催干劑0. 001 0. 02重量份，上述各組分具體用量見表1。表 權(quán)利要求
1.一種直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料，由甲、乙兩組分構(gòu)成，其特征在于，甲組分為縮二脲多異氰酸酯，乙組分由以下組分組成，各組分用量如下支鏈化聚酯樹脂45 65重量份，有機(jī)溶劑10 25重量份，著色顏料5 36重量份，耐磨填料2. 5 7. 5重量份，消光劑0 1重量份，分散劑2 4. 5重量份，流平劑0. 1 1. 0重量份，催干劑0. 001 0. 02重量份；上述甲、乙兩種組分的重量比為1 2;所述耐磨填料為二氧化硅和/或碳化硅；所述支鏈化聚酯樹脂是以六氫苯酐0. 1 0. 2mol、間苯二甲酸0. 1 0. 2mol、己二酸 0. 1 0. 2mol、l，4-環(huán)己烷二甲酸0. 1 0. 2mol、新戊二醇0. 3 0. 4mol、三羥甲基丙烷 0. 1 0. 2mol、l，4-環(huán)己烷二甲醇0. 15 0. 25mol為原料制得的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為丙二醇甲醚醋酸酯、環(huán)己酮、醋酸丁酯組成的混合溶劑，其中丙二醇甲醚醋酸酯環(huán)己酮醋酸丁酯的重量比為1:1:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料，其特征在于，所述著色顏料為氧化鉻綠、大紅粉、中鉻黃、鈦白、炭黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠中的幾種組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料，其特征在于，所述分散劑為畢克公司BYK-161、Ciba公司Ciba EFKA-5065中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料，其特征在于，所述消光劑為德固薩0K-412消光粉；所述的流平劑為Cil3a公司CibaEFKA-37777流平劑；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫。
6.一種權(quán)利要求1直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于，具體制備步驟如下①制備支鏈化聚酯樹脂在裝有冷凝器、分水器、攪拌器和溫度計(jì)的反應(yīng)容器中，按權(quán)利要求1支鏈化聚酯樹脂的原料用量加入六氫苯酐、間苯二甲酸、己二酸、1，4_環(huán)己烷二甲酸、新戊二醇、三羥甲基丙烷、1，4-環(huán)己烷二甲醇，在分水器中充滿二甲苯溶劑，反應(yīng)容器內(nèi)通保護(hù)性氣體二氧化碳或者氮?dú)?，然后加熱升溫至物料熔融后，開啟攪拌器，升溫至120°C回流并同時(shí)控制分水器柱頂溫度在90 105°C，至少用6小時(shí)升溫至180°C，再在2小時(shí)內(nèi)升溫至200°C后，不再控制分水器柱頂溫度，再在2小時(shí)內(nèi)升溫至220 士 2 °C并在此溫度下保溫6小時(shí)后開始測(cè)酸價(jià)，直至酸價(jià)<5mgK0H/g后開始降溫，在140°C加入兌稀溶劑，溫度為80°C過濾、出料即得到支鏈化聚酯樹脂，保存?zhèn)溆?；②配制乙組分按權(quán)利要求1乙組分各組分的用量稱取步驟①制得的支鏈化聚酯樹脂、有機(jī)溶劑、著色顏料、耐磨填料、消光劑、分散劑、流平劑、催干劑，備用；在拉缸內(nèi)，將有機(jī)溶劑、分散劑、步驟①制得的支鏈化聚酯樹脂、著色顏料、耐磨填料二氧化硅和/或碳化硅高速分散均勻后，移入砂磨機(jī)研磨至細(xì)度為40微米以下制得色漿，將其移入拉缸內(nèi)，加入流平劑、催干劑、消光劑，高速分散0.證后，制得乙組分，保存?zhèn)溆?；③配制直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料按甲組分和乙組分質(zhì)量比為1 2，將甲組分縮二脲多異氰酸酯與步驟②制得的乙組分混合均勻即為直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、環(huán)己酮組成的混合溶劑，其中丙二醇甲醚醋酸酯環(huán)己酮醋酸丁酯的重量比為1 1 1 ；所述著色顏料為氧化鉻綠、大紅粉、中鉻黃、 鈦白、炭黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠中的幾種組成；所述分散劑為畢克公司BI-161、Ciki公司Ciki EFKA-5065中的一種或兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料的制備方法，其特征在于，所述消光劑為德固薩0K-412消光粉；所述的流平劑為Ciki公司Ciki EFKA-37777流平劑；所述催干劑為二月桂酸二丁基錫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直升機(jī)旋翼用聚酯聚氨酯涂料及其制備方法，該涂料的甲組分為縮二脲多異氰酸酯，乙組分由以下組分組成，各組分用量如下支鏈化聚酯樹脂45～65重量份，有機(jī)溶劑10～25重量份，著色顏料5～36重量份，耐磨填料2.5～7.5重量份，消光劑0～1重量份，分散劑2～4.5重量份，流平劑0.1～1.0重量份，催干劑0.001～0.02重量份；上述甲、乙兩種組分的重量比為1∶2；所述耐磨填料為二氧化硅和/或碳化硅；所述支鏈化聚酯樹脂是以六氫苯酐、間苯二甲酸、己二酸、1，4-環(huán)己烷二甲酸、新戊二醇、三羥甲基丙烷、1，4-環(huán)己烷二甲醇為原料制得的。本發(fā)明涂料涂膜的綜合性能達(dá)到保護(hù)直升機(jī)旋翼保的要求。
文檔編號(hào)C08G63/20GK102408824SQ201110330320
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者周如東, 王李軍, 陸文明 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海油常州涂料化工研究院, 中海油能源發(fā)展股份有限公司