一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料及其制備方法，屬于防腐涂層【技術(shù)領(lǐng)域】。該鋁涂料包括熱固性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮醛、有機(jī)硅樹脂、增塑劑、鋁粉漿、防腐填料、潤(rùn)滑劑、觸變劑、分散劑和溶劑。本發(fā)明的涂料涂覆于鈦合金緊固件等零件表面，能夠有效防止電位腐蝕，保障飛機(jī)長(zhǎng)壽命高可靠性使用。該涂層具有良好的強(qiáng)度、韌性和潤(rùn)滑性能，滿足緊固件使用環(huán)境要求；具有良好的儲(chǔ)存性能和施工性能，保證涂層性能穩(wěn)定性。
【專利說明】一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料及其制備方法，屬于防腐涂層【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鈦合金緊固件具有重量輕、比強(qiáng)度大、抗疲勞、耐腐蝕等優(yōu)良綜合性能，被廣泛的應(yīng)用于航空領(lǐng)域。然而，鈦和鋁材料存在著較高的電位差，當(dāng)這些結(jié)構(gòu)處于腐蝕介質(zhì)的環(huán)境下，會(huì)發(fā)生電偶腐蝕而導(dǎo)致失效，因此需要采取防護(hù)措施以保證現(xiàn)代飛機(jī)長(zhǎng)壽命高可靠性連接。此外，由于鈦合金緊固件通常用于航空業(yè)的過盈配合，且有高溫工作環(huán)境，因此需要緊固件上的涂層需要有足夠 的強(qiáng)度、韌性、結(jié)合強(qiáng)度以及低摩擦系數(shù)。
[0003]鍍隔以及濕裝配是解決鈦合金緊固件和鋁合金結(jié)構(gòu)電偶腐蝕的傳統(tǒng)方法。但這兩種工藝都存在一定的問題，電鍍隔工藝會(huì)造成鈦合金的氫脆，濕裝配成本過高且會(huì)造成產(chǎn)品適應(yīng)性問題。目前最佳的鈦合金緊固件防護(hù)工藝是在其表面涂覆一層鋁涂層，例如H1-shear公司生產(chǎn)的Hi_kotel招涂層。Hi_kotel招涂層粘結(jié)性能好、安裝潤(rùn)滑性能良好，且具有耐熱、耐磨、耐溶劑的性能，廣泛應(yīng)用于航空業(yè)鈦合金緊固件的防護(hù)。
[0004]現(xiàn)代航空業(yè)的發(fā)展對(duì)鋁涂層的耐熱、韌性、潤(rùn)滑性能提出了更高的要求，在過高的使用溫度、過大的裝配力作用下會(huì)導(dǎo)致原有涂層的失效，因此需要研制新型鋁涂層以滿足使用要求。此外，由于鋁涂料中含有較多金屬粉，易于沉降，存在存儲(chǔ)和施工性能差的問題。目前，國內(nèi)還沒有鈦合金緊固件使用的鋁涂料的相關(guān)專利，隨著國內(nèi)多種機(jī)型的發(fā)展，對(duì)鈦合金緊固件鋁涂料的研制提出了強(qiáng)烈的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了提高鋁涂層耐熱性能、力學(xué)性能、涂料儲(chǔ)存性能以及施工性能，提出一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，鋁涂料的總質(zhì)量為100份，鋁涂料的配方組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下:
[0008]熱固性酚醛樹脂:5.5-8.5份
[0009]聚乙烯醇縮醛:3.5-5份
[0010]有機(jī)硅樹脂:1-1.5份
[0011]增塑劑:1-3份
[0012]鋁粉漿:3-15份
[0013]防腐填料:2-10份
[0014]潤(rùn)滑劑:1-3份
[0015]觸變劑:1-15份
[0016]分散劑:0.5-1.5 份
[0017]余量為溶劑。[0018]所述的聚乙烯醇縮醛為聚乙烯醇縮甲乙醛或聚乙烯醇縮丁醛；
[0019]所述的鋁粉漿為鋁粉細(xì)度在IOum以下的非浮型鋁粉漿；
[0020]所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯；
[0021]所述的防腐填料為鍶鉻黃、鋅鉻黃、三聚磷酸鋁、GA涂料緩蝕劑中一種或幾種的混合物；
[0022]所述的潤(rùn)滑劑為聚四氟乙烯粉或二硫化鑰；
[0023]所述的觸變劑為蠟漿、膨潤(rùn)土或BYK320 ；
[0024]所述的分散劑為BYKllO ；
[0025]所述的溶劑為乙酸丁酯和乙醇的混合物或丁酮；乙酸丁酯和乙醇混合時(shí)的質(zhì)量比為 1:1。
[0026]本發(fā)明的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料的制備方法，步驟為:
[0027]1)將鋁粉漿加入到溶劑中進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間0.5h以上；鋁粉漿和溶劑的質(zhì)量比為 1:1 ;
[0028]2)將增塑劑、分散劑和防腐填料經(jīng)過三輥研磨或砂磨至粒徑到IOum以下，得到料漿；
[0029]3)在步驟2)得到的漿料中加入觸變劑、熱固性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮醛、有機(jī)硅樹脂和潤(rùn)滑劑，然后使用分散機(jī)在1000~1500r/min的轉(zhuǎn)速下分散2_3min后，將轉(zhuǎn)速調(diào)至2000~3000r/min分散20_30min，再將轉(zhuǎn)速調(diào)至300r/min時(shí)將步驟I)浸泡好的鋁粉漿加入，邊加入邊分散，分散均勻后將料漿過濾，得到鋁涂料，然后將鋁涂料涂覆于基材表面，在180~210°C下固化40~60min后即可得到鋁涂層。
[0030]有益效果
[0031]本發(fā)明的鋁涂層抗沖擊強(qiáng)度能力強(qiáng)，柔韌性好，且涂層可在200°C長(zhǎng)期工作(I個(gè)月以上)，300°C短時(shí)工作(IOmin以下)；耐鹽霧1000~2000h ;技術(shù)指標(biāo)滿足Hi_shear294鋁涂層性能規(guī)范；添加觸變劑后，涂料具備優(yōu)異的儲(chǔ)存性能和施工性能。
[0032]本發(fā)明的涂料涂覆于鈦合金緊固件等零件表面，能夠有效防止電位腐蝕，保障飛機(jī)長(zhǎng)壽命高可靠性使用。該涂層具有良好的強(qiáng)度、韌性和潤(rùn)滑性能，滿足緊固件使用環(huán)境要求；具有良好的儲(chǔ)存性能和施工性能，保證涂層性能穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例1
[0034]I)將5g鋁粉漿加入到5g 丁酮中浸泡lh，
[0035]2)將3g鄰苯二甲酸二丁酯、1.5gBYK110和2.5g鉻酸鍶經(jīng)過三輥研磨或砂磨至粒徑到IOum以下，得到料漿；
[0036]3)在步驟2)得到的漿料中加入15g蠟漿、8.5g熱固性酚醛樹脂、5g聚乙烯醇縮甲乙醒、1.5g有機(jī)娃樹脂和1.5g聚四氟乙烯潤(rùn),然后使用分散機(jī)在1500r/min的轉(zhuǎn)速下分散2min后，將轉(zhuǎn)速調(diào)至2500r/min分散20min，再將轉(zhuǎn)速調(diào)至300r/min時(shí)將步驟I)浸泡好的鋁粉漿加入，邊加入邊分散，分散均勻后將料漿過濾，加入余量溶劑，得到鋁涂料，然后將鋁涂料涂覆于基材表面，在200°C下固化60min后即可得到鋁涂層。
[0037]上述方法制備的鋁涂料為單組分熱固性涂料，噴涂固化后得到的鋁涂層外觀呈金黃色；
[0038]將得到的鋁涂層按照GB/T1720-1979進(jìn)行附著力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為I級(jí)；按照GB/T1732-1993進(jìn)行沖擊強(qiáng)度測(cè)試，結(jié)果為50Kg.cm ;按照柔韌性I級(jí)；
[0039]將涂層在200°C放置一個(gè)月后或?qū)⑼繉釉?00°C放置lOmin，涂層仍能滿足上述附著力、沖擊強(qiáng)度和柔韌性能；
[0040]耐鹽霧1000 ~2000h ；
[0041]技術(shù)指標(biāo)滿足Hi_shear294招涂層性能規(guī)范；
[0042]涂料具備優(yōu)異的儲(chǔ)存性能和施工性能，不易沉降，噴涂時(shí)不易流掛。
[0043]實(shí)施例2
[0044]I)將Sg鋁粉漿加入到Sg 丁酮中浸泡lh，
[0045]2)將3g鄰苯二甲酸二辛酯、1.5gBYK110和5g三聚磷酸鋁經(jīng)過三輥研磨或砂磨至粒徑到IOum以下,得到料衆(zhòng)；
[0046]3)在步驟2)得到的漿料中加入IOg蠟漿、5g熱固性酚醛樹脂、3.5g聚乙烯醇縮甲乙醒、Ig有機(jī)娃樹脂和Ig聚四氟乙烯，然后使用分散機(jī)在1000r/min的轉(zhuǎn)速下分散3min后，將轉(zhuǎn)速調(diào)至3000r/min分散30min，再將轉(zhuǎn)速調(diào)至300r/min時(shí)將步驟I)浸泡好的鋁粉漿加入，邊加入邊分散，分散均勻后將料漿過濾，加入余量溶劑得到鋁涂料，然后將鋁涂料涂覆于基材表面，在210°C下固化40min后即可得到鋁涂層。
[0047]上述方法制備的鋁涂料為單組分熱固性涂料，噴涂固化后得到的鋁涂層外觀呈金黃色；
[0048]將得到的鋁涂層按照GB/T1720-1979進(jìn)行附著力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為I級(jí)；按照GB/T1732-1993進(jìn)行沖擊強(qiáng)度測(cè)試，結(jié)果為50Kg.cm ;按照柔韌性I級(jí)；
[0049]將涂層在200°C放置一個(gè)月后或?qū)⑼繉釉?00°C放置lOmin，涂層仍能滿足上述附著力、沖擊強(qiáng)度和柔韌性能；
[0050]耐鹽霧1000 ~2000h ；
[0051]技術(shù)指標(biāo)滿足Hi_shear294招涂層性能規(guī)范；
[0052]涂料具備優(yōu)異的儲(chǔ)存性能和施工性能，不易沉降，噴涂時(shí)不易流掛。
[0053]實(shí)施例3
[0054]I)將15g鋁粉漿加入到15g 丁酮中浸泡lh，
[0055]2)將3g鄰苯二甲酸二辛酯、1.5gBYK110和5gGA涂料緩蝕劑經(jīng)過三輥研磨或砂磨至粒徑到IOum以下，得到料漿；
[0056]3)在步驟2)得到的漿料中加入2g膨潤(rùn)土、6g熱固性酚醛樹脂、4g聚乙烯醇縮甲乙醒、1.5g有機(jī)娃樹脂和Ig 二硫化鑰,然后使用分散機(jī)在1500r/min的轉(zhuǎn)速下分散3min后，將轉(zhuǎn)速調(diào)至2500r/min分散30min，再將轉(zhuǎn)速調(diào)至300r/min時(shí)將步驟I)浸泡好的鋁粉漿加入，邊加入邊分散，分散均勻后將料漿過濾，加入余量溶劑得到鋁涂料，然后將鋁涂料涂覆于基材表面，在180°C下固化60min后即可得到鋁涂層。
[0057]上述方法制備的鋁涂料為單組分熱固性涂料，噴涂固化后得到的鋁涂層外觀呈金黃色；
[0058]將得到的鋁涂層按照GB/T1720-1979進(jìn)行附著力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為I級(jí)；按照GB/T1732-1993進(jìn)行沖擊強(qiáng)度測(cè)試，結(jié)果為50Kg.cm ;按照柔韌性I級(jí)；[0059]將涂層在200°C放置一個(gè)月后或?qū)⑼繉釉?00°C放置lOmin，涂層仍能滿足上述附著力、沖擊強(qiáng)度和柔韌性能；
[0060]耐鹽霧1000 ~2000h ；
[0061 ] 技術(shù)指標(biāo)滿足H1-Shear294鋁涂層性能規(guī)范；
[0062]涂料具備優(yōu)異的儲(chǔ)存性能和施工性能，不易沉降，噴涂時(shí)不易流掛。
[0063]實(shí)施例4
[0064]I)將15g鋁粉漿加入到15g 丁酮中浸泡lh，[0065]2)將3g鄰苯二甲酸二丁酯、1.5gBYK110和3g鉻酸鍶經(jīng)過三輥研磨或砂磨至粒徑到IOum以下,得到料衆(zhòng)；
[0066]3)在步驟2)得到的漿料中加入IOg蠟漿、Sg熱固性酚醛樹脂、3.5g聚乙烯醇縮甲乙醒、1.5g有機(jī)娃樹脂和Ig聚四氟乙烯,然后使用分散機(jī)在1500r/min的轉(zhuǎn)速下分散3min后，將轉(zhuǎn)速調(diào)至2500r/min分散30min，再將轉(zhuǎn)速調(diào)至300r/min時(shí)將步驟I)浸泡好的鋁粉漿加入，邊加入邊分散，分散均勻后將料漿過濾，得到鋁涂料，然后將鋁涂料涂覆于基材表面，在180°C下固化60min后即可得到鋁涂層。
[0067]上述方法制備的鋁涂料為單組分熱固性涂料，噴涂固化后得到的鋁涂層外觀呈金黃色；
[0068]將得到的鋁涂層按照GB/T1720-1979進(jìn)行附著力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為I級(jí)；按照GB/T1732-1993進(jìn)行沖擊強(qiáng)度測(cè)試，結(jié)果為50Kg.cm ;按照柔韌性I級(jí)；
[0069]將涂層在200°C放置一個(gè)月后或?qū)⑼繉釉?00°C放置lOmin，涂層仍能滿足上述附著力、沖擊強(qiáng)度和柔韌性能；
[0070]耐鹽霧1000 ~2000h ；
[0071]技術(shù)指標(biāo)滿足Hi_shear294招涂層性能規(guī)范；
[0072]涂料具備優(yōu)異的儲(chǔ)存性能和施工性能，不易沉降，噴涂時(shí)不易流掛。
[0073]實(shí)施例5
[0074]I)將5g鋁粉漿加入到5g乙醇和乙酸丁酯的混合溶劑(乙醇和乙酸丁酯質(zhì)量比為1:1)中浸泡Ih,
[0075]2)將2g鄰苯二甲酸二辛酯、1.5gBYK110和2.5g鉻酸鍶經(jīng)過三輥研磨或砂磨至粒徑到IOum以下，得到料漿；
[0076]3)在步驟2)得到的漿料中加入15g蠟漿、8.5g熱固性酚醛樹脂、4g聚乙烯醇縮甲乙醒、1.5g有機(jī)娃樹脂和1.5g聚四氟乙烯,然后使用分散機(jī)在1500r/min的轉(zhuǎn)速下分散3min后，將轉(zhuǎn)速調(diào)至2500r/min分散30min，再將轉(zhuǎn)速調(diào)至300r/min時(shí)將步驟I)浸泡好的鋁粉漿加入，邊加入邊分散，分散均勻后將料漿過濾，得到鋁涂料，然后將鋁涂料涂覆于基材表面，在200°C下固化60min后即可得到鋁涂層。
[0077]上述方法制備的鋁涂料為單組分熱固性涂料，噴涂固化后得到的鋁涂層外觀呈金黃色；
[0078]將得到的鋁涂層按照GB/T1720-1979進(jìn)行附著力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為I級(jí)；按照GB/T1732-1993進(jìn)行沖擊強(qiáng)度測(cè)試，結(jié)果為50Kg.cm ;按照柔韌性I級(jí)；
[0079]將涂層在200°C放置一個(gè)月后或?qū)⑼繉釉?00°C放置lOmin，涂層仍能滿足上述附著力、沖擊強(qiáng)度和柔韌性能；[0080]耐鹽霧 1000 ~2000h ；
[0081 ] 技術(shù)指標(biāo)滿足H1-Shear294鋁涂層性能規(guī)范；
[0082]涂料具備優(yōu)異的儲(chǔ)存性能和施工性能，不易沉降，噴涂時(shí)不易流掛。
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:以鋁涂料的總質(zhì)量為100份計(jì)算，鋁涂料的配方組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下: 熱固性酚醛樹脂:5.5-8.5份 聚乙烯醇縮醛:3.5-5份 有機(jī)硅樹脂:1-1.5份 增塑劑:1-3份 鋁粉漿:3-15份 防腐填料:2-10份 潤(rùn)滑劑:1-3份 觸變劑:1-15份 分散劑:0.5-1.5份 余量為溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:聚乙烯醇縮醛為聚乙烯醇縮甲乙醛或聚乙烯醇縮丁醛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:鋁粉漿為鋁粉細(xì)度在IOum以下的非浮型鋁粉漿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:防腐填料為鍶鉻黃、鋅鉻黃、三聚磷酸鋁、GA涂料緩蝕劑中一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:潤(rùn)滑劑為聚四氟乙烯粉或二硫化鑰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:觸變劑為蠟漿、膨潤(rùn)土或 BYK320。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:分散劑為BYK110。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料，其特征在于:溶劑為乙酸丁酯和乙醇的混合物或丁酮；乙酸丁酯和乙醇混合時(shí)的質(zhì)量比為1:1。
10.一種權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的耐高溫潤(rùn)滑防腐鋁涂料的制備方法，其特征在于步驟為: 1)將鋁粉漿加入到溶劑中進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間0.5h以上；鋁粉漿和溶劑的質(zhì)量比為1:1; 2)將增塑劑、分散劑和防腐填料經(jīng)過三輥研磨或砂磨至粒徑到IOum以下，得到料漿； 3)在步驟2)得到的漿料中加入觸變劑、熱固性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮醛、有機(jī)硅樹脂和潤(rùn)滑劑，然后使用分散機(jī)在1000~1500r/min的轉(zhuǎn)速下分散2_3min后，將轉(zhuǎn)速調(diào)至2000~3000r/min分散20_30min，再將轉(zhuǎn)速調(diào)至300r/min時(shí)將步驟I)浸泡好的鋁粉漿加入，邊加入邊分散，分散均勻后將料漿過濾，得到鋁涂料，然后將鋁涂料涂覆于基材表面，在180~210°C下固化40~60min后即可得到鋁涂層。
【文檔編號(hào)】C09D129/14GK103952056SQ201410215914
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】孫明明, 曾一兵, 郭家勝, 雷輝 申請(qǐng)人:航天材料及工藝研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院