一种轻质防腐抗静电的涂料及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010285403.7

申请日:

2010.09.17

公开号:

CN101948655A

公开日:

2011.01.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C09D 163/00申请日:20100917|||公开

IPC分类号:

C09D163/00; C09D175/04; C09D5/24; C09D5/08

主分类号:

C09D163/00

申请人:

佛山市康泰威新材料有限公司

发明人:

李春义; 赵立英; 刘志辉; 官建国; 刘平安; 马会茹

地址:

528200 广东省佛山市南海区丹灶大金工业区

优先权:

专利代理机构:

深圳市康弘知识产权代理有限公司 44247

代理人:

胡朝阳;孙洁敏

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内容摘要

本发明公开了一种轻质防腐抗静电的涂料,其由下列重量比的原料配制而成:色漆∶固化剂=100∶8~12;其中,色漆由下列重量百分含量的原料配制而成:树脂为25~45%、钛白粉为4~6%、滑石粉为4~6%、导电填料为12~25%、溶剂为30~40%、助剂为1~3%、防腐剂为1~2%。本发明还公开了该种涂料的制备方法。本发明所提供的涂料具有色浅、涂层面密度低、导静电稳定性好、优异的防腐性能、物理机械性能以及化学稳定性,可用于导弹、飞机等复合材料表面防腐抗静电以及石油储罐、输油管道、易燃易爆化工产品厂房等。

权利要求书

1: 一种轻质防腐抗静电的涂料, 其特征在于, 所述涂料由下列重量比的原料配制而成 : 色漆∶固化剂= 100 ∶ 8 ~ 12 ; 其中, 色漆由下列重量百分含量的原料配制而成 : 树脂 25 ~ 45%、 钛白粉 4 ~ 6%、 滑石粉 4 ~ 6%、 导电填料 12 ~ 25%、 溶剂 30 ~ 40%、 助剂 1 ~ 3%、 防腐剂 1 ~ 2%。
2: 按照权利要求 1 所述的涂料, 其特征在于, 所述的树脂为环氧树脂、 聚氨酯树脂或聚 氨酯改性环氧树脂任一种。
3: 按照权利要求 2 所述的涂料, 其特征在于, 所述的导电填料为纳米氧化锡或纳米氧 化锑包覆的片状云母粉。
4: 按照权利要求 3 所述的涂料, 其特征在于, 所述片状云母粉的粒度为 5 ~ 20μm, 片 状云母粉的电阻率< 80Ω·cm。
5: 按照权利要求 4 所述的涂料, 其特征在于, 所述的溶剂至少为甲苯、 二甲苯、 四氢呋 喃、 正丁醇、 乙酸乙酯、 环己酮中的一种。
6: 按照权利要求 5 所述的涂料, 其特征在于, 所述的防腐剂至少为铁黄、 磷酸锌和纳米 复合铁钛粉中的一种。
7: 一种如权利要求 1 所述涂料的制备方法, 其步骤包括 : (1)、 按比例先将树脂和溶剂加入到一分散桶中, 再按比例依次加入助剂、 钛白粉、 滑石 粉和防腐剂, 然后用高速分散机将物料预分散 0.5 ~ 1h ; (2)、 用砂磨机将预分散的混合物料研磨至 30μm 以下 ; (3)、 将研磨后的混合物料转移至调漆桶, 加入导电填料再高速分散 1 ~ 3h, 过滤后得 到色漆 ; (4)、 按比例将色漆与固化剂加入搅拌桶中, 用高速搅拌机将物料搅拌 15 ~ 20min, 最 后得到涂料。

说明书


一种轻质防腐抗静电的涂料及其制备方法

    【技术领域】
     本发明属化工和涂料技术领域, 具体涉及一种轻质防腐抗静电二合一涂料及其制备方法。 背景技术
     复合材料是近几十年发展起来的一种新型工程材料, 具有比强度大、 比刚度大、 相 对密度小和热性能好等优点, 这些新型工程材料在航空工程上的应用不断扩大。从 40 年代 起玻璃纤维复合材料就开始用于制造飞机雷达罩和一些设备舱盖。60 年代到 70 年代又相 继研究成功高模量的碳纤维复合材料并用作为飞机结构材料。 但复合材料在自然界会受到 空中的潮湿气体、 盐雾、 雨淋和日晒等因素的综合作用, 使之产生老化现象, 以致其外观、 力 学性能和电性能等均要发生变化。例如, 不加防护的玻璃纤维增强复合材料在大气条件下 可发生明显的外观变化, 表面失去光泽、 颜色变化、 树脂开裂脱落和纤维裸露氧化等破坏现 象。 在复合材料的老化过程中, 纤维与树脂界面的破坏是起主导作用的 ; 而且复合材料对水 敏感, 在飞行过程中大气中的雨滴对飞机复合材料的破坏也是很严重的, 能明显降低材料 的力学性能和电学性能。 此外, 复合材料的导电性较差, 在飞行过程中电子设备经常受雷击 和静电影响而不能正常工作, 甚至造成机毁人亡的事故。目前飞机复合材料的防腐抗静电 涂层是通过涂装防腐底漆、 打磨后再涂装抗静电涂料来实现防腐和抗静电的目的, 这延长 2 了加工时间, 无形中降低了施工效率 ; 涂层面密度一般大于 2.0g/(m ·μm), 因此也将导致 飞行器的重量增加、 有效载荷降低。而且很多抗静电涂料以石墨、 导电炭黑等为导电填料, 颜色太深而不利于施工。详见中国专利 CN1072708 的介绍。发明内容
     本发明为了解决现有复合材料产品涂层重量较大、 涂装工序和施工效率低的技术 问题, 提出一种可显著降低涂层重量、 减少涂装工序和提高施工效率的集防腐和抗静电功 能于一身的轻质防腐抗静电的涂料及其制备方法。
     为解决所述问题, 本发明提出的轻质防腐抗静电的涂料, 其由下列重量比的原料 配制而成 : 色漆∶固化剂= 100 ∶ 8 ~ 12 ; 其中, 色漆由下列重量百分含量的原料配制而 成: 树脂为 25 ~ 45%、 钛白粉为 4 ~ 6%、 滑石粉为 4 ~ 6%、 导电填料为 12 ~ 25%、 溶剂 为 30 ~ 40%、 助剂为 1 ~ 3%、 防腐剂为 1 ~ 2%。
     本发明提出的轻质防腐抗静电涂料的制备方法, 其步骤包括 :
     (1)、 按比例先将树脂和溶剂加入到一分散桶中, 再按比例依次加入助剂、 钛白粉、 滑石粉和防腐剂, 然后用高速分散机将物料预分散 0.5 ~ 1h ;
     (2)、 用砂磨机将预分散的混合物料研磨至 30μm 以下 ;
     (3)、 将研磨后的混合物料转移至调漆桶, 加入导电填料再高速分散 1 ~ 3h, 过滤 后得到色漆 ;
     (4)、 按 比 例将色漆与 固化剂 加入搅 拌桶中, 用 高速 搅拌机 将 物料搅 拌 15 ~20min, 最后得到涂料。
     本发明通过分子结构设计合成力学和防腐性能优异的胶粘剂体系。选择低密度、 防腐性能优异的颜填料和质轻、 易分散、 性质稳定的抗静电剂实现了抗静电涂料的轻质薄 层防腐。本发明提供的抗静电底漆涂层不仅力学性能和耐介质性能优异, 而且与同类产品 相比较, 具有以下突出特点 : 1、 既有优异的防腐功能, 又有稳定的抗静电功能 ; 2、 色浅、 涂 层薄, 重量轻 ; 3、 施工效率高, 涂装成本低 ; 4、 物理机械性能以及化学稳定性。
     由于采用浅色的抗静电剂, 涂层表面为浅灰色, 便于施工 ; 本发明所提供的涂料具 有良好的耐酸、 耐碱、 耐油和耐盐雾性能 ; 漆膜硬度高、 附着力好、 涂层致密。在实现抗静电 功能的同时可实现涂料的薄层防腐。本发明所提供的防腐抗静电涂料之所以具有上述优 点在于以下几点 : (1) 树脂是涂料的主要成膜物质, 决定着涂层材料的机械性能和耐介质 性能, 选用力学性能和防腐性能优异的环氧树脂、 聚氨酯以及聚氨酯改性环氧胶粘剂体系 通过调整力学和化学性能的平衡可实现基体树脂的防腐 ; (2) 根据涂层屏蔽原理, 颜填料 在漆膜中能起到隔离及减缓腐蚀介质对基材的腐蚀速度, 从而起到防腐作用。由金红石型 钛白粉提供良好的遮盖力和抗紫外线老化性能、 滑石粉增强漆膜的耐久性和抗冲击能力和 少量纳米防腐填料来增加漆膜的致密性 ; (3) 采用质轻、 易分散和性质稳定的纳米半导体 材料包覆的片状云母粉作为抗静电剂可以克服纳米半导体氧化物易团聚、 难分散的问题, 同时片状结构有利于导电填料接触形成导电通道, 在较低的填充比下具有优异的抗静电效 果, 从而降低涂层面密度, 有利于飞行器的减重。综上所述, 本发明涂料可用于飞行器等复 合材料表面防腐抗静电和石油储罐、 输油管道、 易燃易爆化工产品厂房。 具体实施方案 本发明提出的轻质防腐抗静电的涂料, 其由下列重量比的原料配制而成 : 色漆∶ 固化剂= 100 ∶ 8 ~ 12 ; 其中, 色漆由下列重量百分含量的原料配制而成 :
     树脂为 25 ~ 45%、 钛白粉为 4 ~ 6%、 滑石粉为 4 ~ 6%、 导电填料为 12 ~ 25%、 溶剂为 30 ~ 40%、 助剂为 1 ~ 3%、 防腐剂为 1 ~ 2%。
     其中, 树脂可以根据需要选用环氧树脂、 聚氨酯树脂或聚氨酯改性环氧树酯。 导电 填料可以选用纳米氧化锡包覆的片状云母粉或纳米氧化锑包覆的片状云母粉。 该片状云母 粉的粒度为 5 ~ 20μm, 片状云母粉的电阻率< 80Ω·cm。溶剂可以选用甲苯、 二甲苯、 四 氢呋喃、 正丁醇、 乙酸乙酯、 环己酮中的一种, 也可以根据需要需采用上述的多种组分配合 使用。 防腐剂选用铁黄、 磷酸锌和纳米复合铁钛粉中的一种, 也可以根据需要需采用上述的 多种组分配合使用。上述材料均可以由化工原料供应商处购买。
     如表 1 所示, 例举了本发明涂料六个实施例的重量配比表, 即通过各组分不同的 取值量, 混合配制成所需的涂料。表 1 :
     具体配制是这样进行的 : 根据配方按比例先将树脂和溶剂加入到一分散桶中, 再 按配方比例依次加入助剂、 颜填料和防腐剂, 然后用高速分散机将物料预分散 45 分钟, 根 据需要也可预分散 30 分钟或 1 个小时。再用砂磨机将预分散的混合物料研磨至 30μm 以 下, 然后将
     研磨后的混合物料转移至调漆桶, 加入导电填料再高速分散 2 小时, 根据需要也 可以高速分散 1 小时或 3 小时, 经 200 目筛网过滤后得到合格色漆。该色漆和涂层性能见 表 2。
     表2
     最后根据配方比例将色漆与固化剂加入搅拌桶中, 用高速搅拌机将物料搅拌 15 分钟, 最终得到涂料。
     制备的涂料漆膜在 25℃固化 7 天后, 表面电阻为 0.1MΩ ~ 100MΩ、 面密度 1.36g/ 2 2 (m ·μm) ~ 1.58g/(m ·μm)、 附着力 1 级、 冲击强度 50kg.cm、 铅笔硬度 3H、 柔韧性 1mm、 耐盐雾通过 1000h, 人工加速老化大于 2000h, 试片在航空煤油、 5% NaCl 等介质室温浸泡六 个月涂料漆膜无明显变化。
     本发明涂料具有色浅、 涂层面密度低、 导静电稳定性好、 优异的防腐性能、 物理机 械性能以及化学稳定性, 可用于导弹、 飞机等复合材料表面防腐抗静电以及石油储罐、 输油 管道、 易燃易爆化工产品厂房等。
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1、10申请公布号CN101948655A43申请公布日20110119CN101948655ACN101948655A21申请号201010285403722申请日20100917C09D163/00200601C09D175/04200601C09D5/24200601C09D5/0820060171申请人佛山市康泰威新材料有限公司地址528200广东省佛山市南海区丹灶大金工业区72发明人李春义赵立英刘志辉官建国刘平安马会茹74专利代理机构深圳市康弘知识产权代理有限公司44247代理人胡朝阳孙洁敏54发明名称一种轻质防腐抗静电的涂料及其制备方法57摘要本发明公开了一种轻质防腐抗静电的涂料,其由。

2、下列重量比的原料配制而成色漆固化剂100812;其中,色漆由下列重量百分含量的原料配制而成树脂为2545、钛白粉为46、滑石粉为46、导电填料为1225、溶剂为3040、助剂为13、防腐剂为12。本发明还公开了该种涂料的制备方法。本发明所提供的涂料具有色浅、涂层面密度低、导静电稳定性好、优异的防腐性能、物理机械性能以及化学稳定性,可用于导弹、飞机等复合材料表面防腐抗静电以及石油储罐、输油管道、易燃易爆化工产品厂房等。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页CN101948657A1/1页21一种轻质防腐抗静电的涂料,其特征在于,所述涂料由下列重量比。

3、的原料配制而成色漆固化剂100812;其中,色漆由下列重量百分含量的原料配制而成树脂2545、钛白粉46、滑石粉46、导电填料1225、溶剂3040、助剂13、防腐剂12。2按照权利要求1所述的涂料,其特征在于,所述的树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂或聚氨酯改性环氧树脂任一种。3按照权利要求2所述的涂料,其特征在于,所述的导电填料为纳米氧化锡或纳米氧化锑包覆的片状云母粉。4按照权利要求3所述的涂料,其特征在于,所述片状云母粉的粒度为520M,片状云母粉的电阻率80CM。5按照权利要求4所述的涂料,其特征在于,所述的溶剂至少为甲苯、二甲苯、四氢呋喃、正丁醇、乙酸乙酯、环己酮中的一种。6按照权利要求5所。

4、述的涂料,其特征在于,所述的防腐剂至少为铁黄、磷酸锌和纳米复合铁钛粉中的一种。7一种如权利要求1所述涂料的制备方法,其步骤包括1、按比例先将树脂和溶剂加入到一分散桶中,再按比例依次加入助剂、钛白粉、滑石粉和防腐剂,然后用高速分散机将物料预分散051H;2、用砂磨机将预分散的混合物料研磨至30M以下;3、将研磨后的混合物料转移至调漆桶,加入导电填料再高速分散13H,过滤后得到色漆;4、按比例将色漆与固化剂加入搅拌桶中,用高速搅拌机将物料搅拌1520MIN,最后得到涂料。权利要求书CN101948655ACN101948657A1/4页3一种轻质防腐抗静电的涂料及其制备方法技术领域0001本发明属。

5、化工和涂料技术领域,具体涉及一种轻质防腐抗静电二合一涂料及其制备方法。背景技术0002复合材料是近几十年发展起来的一种新型工程材料,具有比强度大、比刚度大、相对密度小和热性能好等优点,这些新型工程材料在航空工程上的应用不断扩大。从40年代起玻璃纤维复合材料就开始用于制造飞机雷达罩和一些设备舱盖。60年代到70年代又相继研究成功高模量的碳纤维复合材料并用作为飞机结构材料。但复合材料在自然界会受到空中的潮湿气体、盐雾、雨淋和日晒等因素的综合作用,使之产生老化现象,以致其外观、力学性能和电性能等均要发生变化。例如,不加防护的玻璃纤维增强复合材料在大气条件下可发生明显的外观变化,表面失去光泽、颜色变化。

6、、树脂开裂脱落和纤维裸露氧化等破坏现象。在复合材料的老化过程中,纤维与树脂界面的破坏是起主导作用的;而且复合材料对水敏感,在飞行过程中大气中的雨滴对飞机复合材料的破坏也是很严重的,能明显降低材料的力学性能和电学性能。此外,复合材料的导电性较差,在飞行过程中电子设备经常受雷击和静电影响而不能正常工作,甚至造成机毁人亡的事故。目前飞机复合材料的防腐抗静电涂层是通过涂装防腐底漆、打磨后再涂装抗静电涂料来实现防腐和抗静电的目的,这延长了加工时间,无形中降低了施工效率;涂层面密度一般大于20G/M2M,因此也将导致飞行器的重量增加、有效载荷降低。而且很多抗静电涂料以石墨、导电炭黑等为导电填料,颜色太深而。

7、不利于施工。详见中国专利CN1072708的介绍。发明内容0003本发明为了解决现有复合材料产品涂层重量较大、涂装工序和施工效率低的技术问题,提出一种可显著降低涂层重量、减少涂装工序和提高施工效率的集防腐和抗静电功能于一身的轻质防腐抗静电的涂料及其制备方法。0004为解决所述问题,本发明提出的轻质防腐抗静电的涂料,其由下列重量比的原料配制而成色漆固化剂100812;其中,色漆由下列重量百分含量的原料配制而成树脂为2545、钛白粉为46、滑石粉为46、导电填料为1225、溶剂为3040、助剂为13、防腐剂为12。0005本发明提出的轻质防腐抗静电涂料的制备方法,其步骤包括00061、按比例先将树。

8、脂和溶剂加入到一分散桶中,再按比例依次加入助剂、钛白粉、滑石粉和防腐剂,然后用高速分散机将物料预分散051H;00072、用砂磨机将预分散的混合物料研磨至30M以下;00083、将研磨后的混合物料转移至调漆桶,加入导电填料再高速分散13H,过滤后得到色漆;00094、按比例将色漆与固化剂加入搅拌桶中,用高速搅拌机将物料搅拌15说明书CN101948655ACN101948657A2/4页420MIN,最后得到涂料。0010本发明通过分子结构设计合成力学和防腐性能优异的胶粘剂体系。选择低密度、防腐性能优异的颜填料和质轻、易分散、性质稳定的抗静电剂实现了抗静电涂料的轻质薄层防腐。本发明提供的抗静电。

9、底漆涂层不仅力学性能和耐介质性能优异,而且与同类产品相比较,具有以下突出特点1、既有优异的防腐功能,又有稳定的抗静电功能;2、色浅、涂层薄,重量轻;3、施工效率高,涂装成本低;4、物理机械性能以及化学稳定性。0011由于采用浅色的抗静电剂,涂层表面为浅灰色,便于施工;本发明所提供的涂料具有良好的耐酸、耐碱、耐油和耐盐雾性能;漆膜硬度高、附着力好、涂层致密。在实现抗静电功能的同时可实现涂料的薄层防腐。本发明所提供的防腐抗静电涂料之所以具有上述优点在于以下几点1树脂是涂料的主要成膜物质,决定着涂层材料的机械性能和耐介质性能,选用力学性能和防腐性能优异的环氧树脂、聚氨酯以及聚氨酯改性环氧胶粘剂体系通。

10、过调整力学和化学性能的平衡可实现基体树脂的防腐;2根据涂层屏蔽原理,颜填料在漆膜中能起到隔离及减缓腐蚀介质对基材的腐蚀速度,从而起到防腐作用。由金红石型钛白粉提供良好的遮盖力和抗紫外线老化性能、滑石粉增强漆膜的耐久性和抗冲击能力和少量纳米防腐填料来增加漆膜的致密性;3采用质轻、易分散和性质稳定的纳米半导体材料包覆的片状云母粉作为抗静电剂可以克服纳米半导体氧化物易团聚、难分散的问题,同时片状结构有利于导电填料接触形成导电通道,在较低的填充比下具有优异的抗静电效果,从而降低涂层面密度,有利于飞行器的减重。综上所述,本发明涂料可用于飞行器等复合材料表面防腐抗静电和石油储罐、输油管道、易燃易爆化工产品。

11、厂房。具体实施方案0012本发明提出的轻质防腐抗静电的涂料,其由下列重量比的原料配制而成色漆固化剂100812;其中,色漆由下列重量百分含量的原料配制而成0013树脂为2545、钛白粉为46、滑石粉为46、导电填料为1225、溶剂为3040、助剂为13、防腐剂为12。0014其中,树脂可以根据需要选用环氧树脂、聚氨酯树脂或聚氨酯改性环氧树酯。导电填料可以选用纳米氧化锡包覆的片状云母粉或纳米氧化锑包覆的片状云母粉。该片状云母粉的粒度为520M,片状云母粉的电阻率80CM。溶剂可以选用甲苯、二甲苯、四氢呋喃、正丁醇、乙酸乙酯、环己酮中的一种,也可以根据需要需采用上述的多种组分配合使用。防腐剂选用铁。

12、黄、磷酸锌和纳米复合铁钛粉中的一种,也可以根据需要需采用上述的多种组分配合使用。上述材料均可以由化工原料供应商处购买。0015如表1所示,例举了本发明涂料六个实施例的重量配比表,即通过各组分不同的取值量,混合配制成所需的涂料。表10016说明书CN101948655ACN101948657A3/4页50017具体配制是这样进行的根据配方按比例先将树脂和溶剂加入到一分散桶中,再按配方比例依次加入助剂、颜填料和防腐剂,然后用高速分散机将物料预分散45分钟,根据需要也可预分散30分钟或1个小时。再用砂磨机将预分散的混合物料研磨至30M以下,然后将0018研磨后的混合物料转移至调漆桶,加入导电填料再高。

13、速分散2小时,根据需要也可以高速分散1小时或3小时,经200目筛网过滤后得到合格色漆。该色漆和涂层性能见表2。0019表20020说明书CN101948655ACN101948657A4/4页600210022最后根据配方比例将色漆与固化剂加入搅拌桶中,用高速搅拌机将物料搅拌15分钟,最终得到涂料。0023制备的涂料漆膜在25固化7天后,表面电阻为01M100M、面密度136G/M2M158G/M2M、附着力1级、冲击强度50KGCM、铅笔硬度3H、柔韧性1MM、耐盐雾通过1000H,人工加速老化大于2000H,试片在航空煤油、5NACL等介质室温浸泡六个月涂料漆膜无明显变化。0024本发明涂料具有色浅、涂层面密度低、导静电稳定性好、优异的防腐性能、物理机械性能以及化学稳定性,可用于导弹、飞机等复合材料表面防腐抗静电以及石油储罐、输油管道、易燃易爆化工产品厂房等。说明书CN101948655A。

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