專利名稱：紅外隱身防腐蝕涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料及其制備方法，更具體地說，是涉及一種兼有紅外隱身性能和防腐性能的涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬顏料是到目前為止報道最多的紅外隱身顏料。研究表明，不透明體的反射率越高，發(fā)射率就越低。因此我們采用鱗片狀鋅粉做填料，片裝的鋅粉可以有效的增加光的反射，從而使涂料具有較低的紅外發(fā)射率。然而單純的金屬填料雖然具有較好的紅外低發(fā)射率，但是不利于雷達隱身和可見光偽裝銦錫氧化物在微波和毫米波段具有較高的吸收率，在涂料中加入更有利于雷達隱身和可見光偽裝。
防腐蝕方面，在涂料中加入鱗片狀鋅粉做填料可以有效的使涂料的防腐性能提高，鋅粉在涂料中主要起如下作用(1)陰極保護作用由于鋅的電極電位比鐵的電極電位高，因而鋅可以優(yōu)先與腐蝕介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而對鐵產(chǎn)生陰極保護作用。(2)屏蔽阻擋功能涂層的屏蔽作用在于能否有效隔離基體金屬與腐蝕環(huán)境。采用鱗片狀鋅粉做填料時，由于鱗片狀鋅粉板的表面積較大，可以有效防止水分子、氧氣以及其它鹽類腐蝕介質(zhì)的滲入，屏蔽腐蝕物質(zhì)的能力較強；并且鋅本身發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)后，生成的氧化鋅附著在鐵板的表面可以進一步對腐蝕物質(zhì)起到阻隔作用，使涂料的防腐效果更加持久。(3)鈍化腐蝕功能在腐蝕行為進行的過程中，鋅粉填料具有緩蝕功能，可以解離出緩蝕離子，并通過各種機理，使腐蝕電池的一個或兩個電極極化，抑制腐蝕的進行，所以緩蝕作用彌補了屏蔽作用的不足，反過來屏蔽作用又防止了緩蝕離子的流失，使防腐效果穩(wěn)定持久。
環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的耐水性、耐化學(xué)品性(耐酸、耐堿和有機溶劑)，貯存穩(wěn)定，附著力特別好，適用于海上、海岸、工業(yè)區(qū)等嚴重腐蝕環(huán)境中鋼鐵構(gòu)筑物的涂裝，對各種貯罐、管道的涂裝也很適用，是目前重防腐蝕涂料的主要底漆膠粘劑。紅外隱身防腐蝕涂料一次涂刷，既具有紅外隱身特性，又能兼具防腐蝕性能；避免了傳統(tǒng)的先刷防腐漆后刷紅外隱身漆的二次涂刷工藝，省時省力，具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種具有紅外隱身性能和防腐性能的涂料及其制備方法，該涂料在工業(yè)中使用，能有效避免傳統(tǒng)的先刷防腐漆后刷紅外隱身漆的二次涂刷工藝，省時省力。
技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種具有紅外隱身性能和防腐性能的涂料，按重量百分比該涂料由以下組分組成銦錫氧化物10～25％鱗片狀鋅粉20～40％滑石粉3～5％鈦白粉2～4％乙二醇乙醚醋酸酯10～20％硅酸鈉0.5～1.5％聚醚消泡劑0.2～0.4％環(huán)氧樹脂15～25％胺固化劑15～25％余量為正丁醇和二甲苯的混合物，其兩者的質(zhì)量比例為正丁醇∶二甲苯＝1∶1.3。
其中胺固化劑為三乙烯四胺、或四乙烯五胺或由多乙烯多胺與二聚豆油酸縮聚而成的聚酰胺或它們的混合物。
1.銦錫氧化物的制備首先用SnCl4·5H2O和In粒分別配制濃度為0.5mol/L的SnCl4和InCl3水溶液，將兩種溶液根據(jù)要求按1∶4的比例混合。采用雙滴加料的方式將200mLSnCl4-InCl3混合溶液和0.1mol/L的氨水溶液滴加到裝有50mL的去離子水中，控制溶液的pH值在8.5～9.0、溫度在55～60℃，待SnCl4-InCl3混合溶液滴加完成后，停止滴加氨水溶液，繼續(xù)用攪拌漿攪拌，在55～60℃保溫2h。再經(jīng)冷卻、抽濾、用去離子水洗滌、在105～120℃條件下烘干、用研缽碾磨得到銦錫氧化物(以下簡稱ITO)前驅(qū)體。ITO前驅(qū)體在650～800℃煅燒2h后碾磨得ITO粉體。
2.涂料的配制1)按比例稱取ITO粉體(10～25wt％)、鱗片狀鋅粉(20～40wt％)、滑石粉(3～5wt％)、鈦白粉(2～4wt％)、乙二醇乙醚醋酸酯(10～20wt％)、硅酸鈉(0.5～1.5wt％)及聚醚消泡劑(0.2～0.4wt％)，混合均勻；2)加入質(zhì)量比例為1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶劑配制好的環(huán)氧樹脂(15～25wt％)溶液，高速研磨2～4h；3)加入質(zhì)量比例為1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶劑配制好的胺固化劑(15～25wt％)溶液，繼續(xù)研磨1～2h；4)用質(zhì)量比例為1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶劑調(diào)整涂料粘度至60～80s(涂-4杯，25℃)，攪拌均勻后即制得紅外隱身反腐蝕涂料。
3涂料的性能測試將上述涂料刷涂于金屬板材后，對制得的涂料，采用國家標準測定其干燥時間、硬度、附著力、柔韌性、抗沖擊性、耐磨性、耐鹽霧性能以及紅外低發(fā)射性能。
有益效果根據(jù)本方案制得的涂料，具有較好的色澤和流動性能。采用摻雜半導(dǎo)體材料銦錫氧化物做輔助填料制備的涂料具有較低的紅外發(fā)射率，具有較好的紅外隱身性能。鹽霧實驗表明，制得的涂層在進行室內(nèi)加速腐蝕實驗過程中，可以長時間對刷涂基材的表面起到防護作用，涂層的防腐蝕能力較強。采用國家測試標準對涂層的干燥時間、硬度、附著力、柔韌性、抗沖擊性、耐磨性等機械性能進行測試，涂層的綜合性能較好。
具體實施例方式
按重量百分比該組合物由以下組分組成銦錫氧化物10～25％鱗片狀鋅粉20～40％滑石粉3～5％
鈦白粉2～4％乙二醇乙醚醋酸酯10～20％硅酸鈉0.5～1.5％聚醚消泡劑0.2～0.4％環(huán)氧樹脂15～25％胺固化劑15～25％余量為正丁醇和二甲苯的混合物，其兩者的質(zhì)量比例為正丁醇∶二甲苯＝1∶1.3。
胺固化劑為三乙烯四胺、四乙烯五胺或由多乙烯多胺與二聚豆油酸縮聚而成的聚酰胺或它們的混合物。
實施例1稱取21.5g環(huán)氧樹脂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得環(huán)氧樹脂溶液；稱取21.5g聚酰胺固化劑，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得胺固化劑溶液。
配方1

按配方1稱取各種物質(zhì)，混合均勻后加入已配制好的環(huán)氧樹脂溶液，高速研磨，加入已配制好的胺固化劑溶液，繼續(xù)研磨，當細度達到48μm后，用正丁醇和二甲苯組成混合溶劑將粘度調(diào)整到60～80s(涂-4杯，25℃)，過濾，制得涂料。將涂料刷涂在已打磨好的金屬Al片上，制得樣片。
待紅外發(fā)射率測量儀的黑體溫度穩(wěn)定在250℃下，裝上8～14μm濾光片，進行儀器效正后，測量涂層在8～14μm范圍內(nèi)的紅外發(fā)射率；黑體溫度穩(wěn)定在350℃條件下?lián)Q上3～5μm濾光片，進行儀器效正后，測量涂層在8～14μm范圍內(nèi)的紅外發(fā)射率。
采用國家標準測定涂層的各項性能如下表所示

干膜厚度45～60μm測量溫度室溫實施例2稱取21.5g環(huán)氧樹脂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得環(huán)氧樹脂溶液；稱取21.5g聚酰胺固化劑，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得胺固化劑溶液。
配方2

按配方2稱取各種物質(zhì)，混合均勻后加入已配制好的環(huán)氧樹脂溶液，高速研磨，加入已配制好的胺固化劑溶液，繼續(xù)研磨，當細度達到48μm后，用正丁醇和二甲苯組成混合溶劑將粘度調(diào)整到60～80s(涂-4杯，25℃)，過濾，制得涂料。將涂料刷涂在已打磨好的金屬Al片上，制得樣片。
按實施例1同樣方法，分別測量涂層在8～14μm、3～5μm范圍內(nèi)的紅外發(fā)射率。
采用國家標準測定涂層的各項性能，結(jié)果如下表所示

干膜厚度45～60μm測量溫度室溫實施例3稱取21.5g環(huán)氧樹脂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得環(huán)氧樹脂溶液；稱取21.5g聚酰胺固化劑，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得胺固化劑溶液。
配方3

按配方3稱取各種物質(zhì)，混合均勻后加入已配制好的環(huán)氧樹脂溶液，高速研磨，加入已配制好的胺固化劑溶液，繼續(xù)研磨，當細度達到48μm后，用正丁醇和二甲苯組成混合溶劑將粘度調(diào)整到60～80s(涂-4杯，25℃)，過濾，制得涂料。將涂料刷涂在已打磨好的金屬Al片上，制得樣片。
按實施例1同樣方法，分別測量涂層在8～14μm、3～5μm范圍內(nèi)的紅外發(fā)射率。
采用國家標準測定涂層的各項性能，結(jié)果如下表所示

干膜厚度45～60μm測量溫度室溫
權(quán)利要求
1.一種紅外隱身防腐蝕涂料，其特征在于按重量百分比該組合物由以下組分組成銦錫氧化物10～25％鱗片狀鋅粉20～40％滑石粉3～5％鈦白粉2～4％乙二醇乙醚醋酸酯10～20％硅酸鈉0.5～1.5％聚醚消泡劑0.2～0.4％環(huán)氧樹脂15～25％胺固化劑15～25％余量為正丁醇和二甲苯的混合物，其兩者的質(zhì)量比例為正丁醇∶二甲苯＝1∶1.3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外隱身防腐蝕涂料，其特征在于胺固化劑為三乙烯四胺、四乙烯五胺或由多乙烯多胺與二聚豆油酸縮聚而成的聚酰胺或它們的混合物。
3.一種如權(quán)利要求1所述的的紅外隱身防腐蝕涂料的制備方法，其特征在于該方法按如下步驟完成1)按比例稱取銦錫氧化物粉體10～25wt％、鱗片狀鋅粉20～40wt％、滑石粉3～5wt％、鈦白粉2～4wt％、乙二醇乙醚醋酸酯10～20wt％、硅酸鈉0.5～1.5wt％及聚醚消泡劑0.2～0.4wt％；2)混合均勻后加入質(zhì)量比例為1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶劑配制好的環(huán)氧樹脂15～25wt％溶液，高速研磨2～4h；3)加入質(zhì)量比例為1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶劑配制好的胺固化劑15～25wt％溶液，繼續(xù)研磨1～2h；4)用質(zhì)量比例為1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶劑調(diào)整涂料粘度至60～80s(涂-4杯，25℃)，攪拌均勻即制得紅外隱身反腐蝕涂料。
4.按照權(quán)利要求3所述的的紅外隱身防腐蝕涂料的制備方法，其特征在于所述的銦錫氧化物粉體通過如下步驟獲得1)首先用SnCl4·5H2O和In粒分別配制SnCl4和InCl3水溶液，將兩種溶液混合；2)采用雙滴加料的方式將SnCl4-InCl3混合溶液和氨水溶液滴加到裝有去離子水中，控制溶液的pH值在8.5～9.0、溫度在55～60℃，滴加完成后，繼續(xù)用攪拌漿攪拌，在55～60℃保溫2h；3)再經(jīng)冷卻、抽濾、用去離子水洗滌、在105～120℃條件下烘干、用研缽碾磨得到銦錫氧化物。
全文摘要
紅外隱身防腐蝕涂料及其制備方法是一種在工業(yè)中使用，能有效避免傳統(tǒng)的先刷防腐漆后刷紅外隱身漆的二次涂刷工藝，省時省力，其特征在于按重量百分比該組合物由以下組分組成銦錫氧化物10～25％，鱗片狀鋅粉20～40％，滑石粉3～5％，鈦白粉2～4％，乙二醇乙醚醋酸酯10～20％，硅酸鈉0.5～1.5％，聚醚消泡劑0.2～0.4％，環(huán)氧樹脂15～25％，胺固化劑15～25％，余量為正丁醇和二甲苯的混合物，其兩者的質(zhì)量比例為正丁醇∶二甲苯＝1∶1.3。該涂料，具有較好的色澤和流動性能。采用摻雜半導(dǎo)體材料銦錫氧化物做輔助填料制備的涂料具有較低的紅外發(fā)射率，具有較好的紅外隱身性能。
文檔編號C09D5/08GK1831062SQ20061003959
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月17日
發(fā)明者周鈺明, 韓鳳俊, 汪小舟 申請人:東南大學(xué)