一種航空材料用防鏽耐腐蝕塗料及其製備方法與流程
2023-06-28 13:13:16
本發明涉及航空塗料技術領域，尤其涉及一種航空材料用防鏽耐腐蝕塗料及其製備方法。
背景技術：
未來20年，亞太地區將繼續在全球空運市場中佔主導地位，亞太地區航空公司運營的專用貨機機隊將增長4倍，達到1056架的規模。另外在發展太空探索科技領域，對航空材料的需求也在增加。
在航空製造發展的過程中，材料的更新換代呈現出高速的更迭變換，材料和飛機一直在相互推動下不斷發展。「一代材料，一代飛機」正是世界航空發展史的一個真實寫照。
預計全球客機數量年均增長率為3.6%，到2029年，全球客機數量將近35000架。未來幾年中國飛機製造行業對航空材料的需求將迅速增長。根據中國航空工業第一集團公司預測，到2025年，國內航空運輸飛機擁有量將達到3900架，其中大型客機將達2000架。這將使中國成為僅次於美國的全球第二大航空市場。
航空塗料是用於飛機上的塗料。按使用部位可分為：飛機蒙皮塗料、飛機艙室塗料、飛機發動機塗料、飛機零部件塗料、特殊專用塗料、包括隔熱塗料、防火塗料和示溫塗料等。
以飛機表面機身塗料為例,機身底、面漆一般為環氧聚胺脂底漆和聚氨脂型面漆。除此之外,還有聚氨酯底漆,其中環氧聚氯脂底漆具有環氧的附著力和耐磨蝕性及聚氨酯的柔韌性、再塗性,與環氧底漆相比,它的優點是雙組分活化期長,再塗性好,幹膜厚0.4u～0.5u,能減輕飛機機身的重量。
快幹型塗料應用最普遍的塗料,分為色料和清漆,耐熱性170℃ 以下,有著非常好的抗化學性。通常作為底塗使用鉻酸鹽環氧底漆,外表面用脂肪族聚氨醋面漆,內表面用環氧面漆。
烘乾型塗料飛機的發動機部位,只能用耐熱烘乾型塗料。有機矽耐熱塗料可在150℃～200℃連續使用,250℃間斷使用,加入二氧化欽、硝酸纖維素等耐熱填料後可耐550℃～650℃,含陶瓷粉矽酸鹽的有機矽塗料可耐780℃高溫。
特種型塗料特這是應用於日益增多的新材料表面的塗料,如鎂合金、玻璃鋼、塑料和碳纖維增強工程塑料表面塗料。
鈦鋼是作為高溫航空發動機的新型材料,但由於「 α 病症」的腐蝕形式而沒有投入使用。某美國公司的一種能在800℃工作的塗料顯著減少了這種腐蝕。複合材料已大量用於航空工業,如作為垂直起降式直升機機翼的環氧玻璃鋼,以及以碳纖維耐高溫發動機缸體等。
技術實現要素：
本發明提供一種航空材料用防鏽耐腐蝕塗料及其製備方法，解決現有航空塗料材料強度低、乾燥慢、耐腐蝕性差和硬度低等技術問題。
本發明採用以下技術方案：一種航空材料用防鏽耐腐蝕塗料，其原料按質量份數配比如下：環氧樹脂100份，環己酮25-45份，硫酸鋇3-7份，槽法炭黑8-12份，二氯化錫1.1-1.5份，二苯胍0.3-0.7份，二甲基甲醯胺為10-14份，順丁烯二酸酐0.5-2.5份，氫氧化鋰1-5份，硝酸纖維素25-45份，甲基異丁酮5-25份，檸檬酸三乙酯3-7份，三氧化二鉻6-14份，催幹劑1-5份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空材料用防鏽耐腐蝕塗料的原料按質量份數配比如下：環氧樹脂100份，環己酮25份，硫酸鋇3份，槽法炭黑8份，二氯化錫1.1份，二苯胍0.3份，二甲基甲醯胺為10份，順丁烯二酸酐0.5份，氫氧化鋰1份，硝酸纖維素25份，甲基異丁酮5份，檸檬酸三乙酯3份，三氧化二鉻6份，催幹劑1份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空材料用防鏽耐腐蝕塗料的原料按質量份數配比如下：環氧樹脂100份，環己酮45份，硫酸鋇7份，槽法炭黑12份，二氯化錫1.5份，二苯胍0.7份，二甲基甲醯胺為14份，順丁烯二酸酐2.5份，氫氧化鋰5份，硝酸纖維素45份，甲基異丁酮25份，檸檬酸三乙酯7份，三氧化二鉻14份，催幹劑5份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空材料用防鏽耐腐蝕塗料的原料按質量份數配比如下：環氧樹脂100份，環己酮30份，硫酸鋇4份，槽法炭黑9份，二氯化錫1.2份，二苯胍0.4份，二甲基甲醯胺為11份，順丁烯二酸酐1份，氫氧化鋰2份，硝酸纖維素30份，甲基異丁酮10份，檸檬酸三乙酯4份，三氧化二鉻8份，催幹劑2份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空材料用防鏽耐腐蝕塗料的原料按質量份數配比如下：環氧樹脂100份，環己酮40份，硫酸鋇6份，槽法炭黑11份，二氯化錫1.4份，二苯胍0.6份，二甲基甲醯胺為13份，順丁烯二酸酐2份，氫氧化鋰4份，硝酸纖維素40份，甲基異丁酮20份，檸檬酸三乙酯6份，三氧化二鉻12份，催幹劑4份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述航空材料用防鏽耐腐蝕塗料的原料按質量份數配比如下：環氧樹脂100份，環己酮35份，硫酸鋇5份，槽法炭黑10份，二氯化錫1.3份，二苯胍0.5份，二甲基甲醯胺為12份，順丁烯二酸酐1.5份，氫氧化鋰3份，硝酸纖維素35份，甲基異丁酮15份，檸檬酸三乙酯5份，三氧化二鉻10份，催幹劑3份。
作為本發明的一種優選技術方案：所述催幹劑採用環烷酸鋅、環烷酸鈣、環烷酸鈷。
一種製備所述的航空材料用防鏽耐腐蝕塗料的方法，步驟為：
第一步：按照質量份數配比稱取環氧樹脂、環己酮、硫酸鋇、槽法炭黑、二氯化錫、二苯胍、二甲基甲醯胺、順丁烯二酸酐、氫氧化鋰、硝酸纖維素、甲基異丁酮、檸檬酸三乙酯、三氧化二鉻和催幹劑；
第二步：將環氧樹脂、環己酮、硫酸鋇、二苯胍和催幹劑投入帶有溫度計和攪拌器的反應釜中，升溫至110-130℃，在250-450r/min轉速下攪拌15-35min；
第三步：降溫至80-100℃，加入槽法炭黑、二氯化錫和二甲基甲醯胺，攪拌1-3h；
第四步：加入剩餘原料，升溫至230-250℃，高速攪拌30-50min，冷卻至25-35℃後投入砂磨機中分散，調粘後過濾包裝即可。
作為本發明的一種優選技術方案：所述第四步的高速攪拌轉速為500-700r/min。
有益效果
本發明所述一種航空材料用防鏽耐腐蝕塗料及其製備方法採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：1、防鏽性能好，產品表幹1-3h，實幹6-10h，附著力1級，塗膜高低溫均不裂，不脫落；2、光澤度75-95，塗膜堅硬，耐候性優良，擺杆硬度8-10；3、耐腐蝕性好，在鹽酸、氫氧化鈉或氯化鈉溶液中浸泡，塗膜10年無顯著變化；4、耐1000-1200℃高溫，抗拉強度250-450MPa，剪切強度100-300MPa，粘結強度250-450MPa，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。
具體實施方式
以下結合實例對本發明作進一步的描述，實施例僅用於對本發明進行說明，並不構成對權利要求範圍的限制，本領域技術人員可以想到的其他替代手段，均在本發明權利要求範圍內。
實施例1：
第一步：按照質量份數配比稱取環氧樹脂100份，環己酮25份，硫酸鋇3份，槽法炭黑8份，二氯化錫1.1份，二苯胍0.3份，二甲基甲醯胺為10份，順丁烯二酸酐0.5份，氫氧化鋰1份，硝酸纖維素25份，甲基異丁酮5份，檸檬酸三乙酯3份，三氧化二鉻6份，環烷酸鋅1份。
第二步：將環氧樹脂、環己酮、硫酸鋇、二苯胍和催幹劑投入帶有溫度計和攪拌器的反應釜中，升溫至110℃，在250r/min轉速下攪拌15min。
第三步：降溫至80℃，加入槽法炭黑、二氯化錫和二甲基甲醯胺，攪拌1h；加入剩餘原料，升溫至230℃，高速攪拌30min，攪拌轉速為500r/min，冷卻至25℃後投入砂磨機中分散，調粘後過濾包裝即可。
防鏽性能好，產品表幹3h，實幹10h，附著力1級，塗膜高低溫均不裂，不脫落；光澤度75，塗膜堅硬，耐候性優良，擺杆硬度8；耐腐蝕性好，在鹽酸、氫氧化鈉或氯化鈉溶液中浸泡，塗膜10年無顯著變化；耐1000℃高溫，抗拉強度250MPa，剪切強度100MPa，粘結強度250MPa，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。
實施例2：
第一步：按照質量份數配比稱取環氧樹脂100份，環己酮45份，硫酸鋇7份，槽法炭黑12份，二氯化錫1.5份，二苯胍0.7份，二甲基甲醯胺為14份，順丁烯二酸酐2.5份，氫氧化鋰5份，硝酸纖維素45份，甲基異丁酮25份，檸檬酸三乙酯7份，三氧化二鉻14份，環烷酸鈣5份。
第二步：將環氧樹脂、環己酮、硫酸鋇、二苯胍和催幹劑投入帶有溫度計和攪拌器的反應釜中，升溫至130℃，在450r/min轉速下攪拌35min。
第三步：降溫至100℃，加入槽法炭黑、二氯化錫和二甲基甲醯胺，攪拌3h；加入剩餘原料，升溫至250℃，高速攪拌50min，攪拌轉速為700r/min，冷卻至35℃後投入砂磨機中分散，調粘後過濾包裝即可。
防鏽性能好，產品表幹3h，實幹10h，附著力1級，塗膜高低溫均不裂，不脫落；光澤度80，塗膜堅硬，耐候性優良，擺杆硬度8；耐腐蝕性好，在鹽酸、氫氧化鈉或氯化鈉溶液中浸泡，塗膜10年無顯著變化；耐1050℃高溫，抗拉強度300MPa，剪切強度150MPa，粘結強度300MPa，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。
實施例3：
第一步：按照質量份數配比稱取環氧樹脂100份，環己酮30份，硫酸鋇4份，槽法炭黑9份，二氯化錫1.2份，二苯胍0.4份，二甲基甲醯胺為11份，順丁烯二酸酐1份，氫氧化鋰2份，硝酸纖維素30份，甲基異丁酮10份，檸檬酸三乙酯4份，三氧化二鉻8份，環烷酸鈣2份。
第二步：將環氧樹脂、環己酮、硫酸鋇、二苯胍和催幹劑投入帶有溫度計和攪拌器的反應釜中，升溫至110℃，在250r/min轉速下攪拌15min。
第三步：降溫至80℃，加入槽法炭黑、二氯化錫和二甲基甲醯胺，攪拌1h；加入剩餘原料，升溫至230℃，高速攪拌30min，攪拌轉速為500r/min，冷卻至25℃後投入砂磨機中分散，調粘後過濾包裝即可。
防鏽性能好，產品表幹2h，實幹8h，附著力1級，塗膜高低溫均不裂，不脫落；光澤度85，塗膜堅硬，耐候性優良，擺杆硬度9；耐腐蝕性好，在鹽酸、氫氧化鈉或氯化鈉溶液中浸泡，塗膜10年無顯著變化；耐1100℃高溫，抗拉強度350MPa，剪切強度200MPa，粘結強度350MPa，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。
實施例4：
第一步：按照質量份數配比稱取環氧樹脂100份，環己酮40份，硫酸鋇6份，槽法炭黑11份，二氯化錫1.4份，二苯胍0.6份，二甲基甲醯胺為13份，順丁烯二酸酐2份，氫氧化鋰4份，硝酸纖維素40份，甲基異丁酮20份，檸檬酸三乙酯6份，三氧化二鉻12份，環烷酸鈷4份。
第二步：將環氧樹脂、環己酮、硫酸鋇、二苯胍和催幹劑投入帶有溫度計和攪拌器的反應釜中，升溫至130℃，在450r/min轉速下攪拌35min。
第三步：降溫至100℃，加入槽法炭黑、二氯化錫和二甲基甲醯胺，攪拌3h；加入剩餘原料，升溫至250℃，高速攪拌50min，攪拌轉速為700r/min，冷卻至35℃後投入砂磨機中分散，調粘後過濾包裝即可。
防鏽性能好，產品表幹2h，實幹7h，附著力1級，塗膜高低溫均不裂，不脫落；光澤度90，塗膜堅硬，耐候性優良，擺杆硬度9；耐腐蝕性好，在鹽酸、氫氧化鈉或氯化鈉溶液中浸泡，塗膜10年無顯著變化；耐1150℃高溫，抗拉強度400MPa，剪切強度250MPa，粘結強度400MPa，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。
實施例5：
第一步：按照質量份數配比稱取環氧樹脂100份，環己酮35份，硫酸鋇5份，槽法炭黑10份，二氯化錫1.3份，二苯胍0.5份，二甲基甲醯胺為12份，順丁烯二酸酐1.5份，氫氧化鋰3份，硝酸纖維素35份，甲基異丁酮15份，檸檬酸三乙酯5份，三氧化二鉻10份，環烷酸鈷3份。
第二步：將環氧樹脂、環己酮、硫酸鋇、二苯胍和催幹劑投入帶有溫度計和攪拌器的反應釜中，升溫至120℃，在350r/min轉速下攪拌25min。
第三步：降溫至90℃，加入槽法炭黑、二氯化錫和二甲基甲醯胺，攪拌2h；加入剩餘原料，升溫至240℃，高速攪拌40min，攪拌轉速為600r/min，冷卻至30℃後投入砂磨機中分散，調粘後過濾包裝即可。
防鏽性能好，產品表幹1h，實幹6h，附著力1級，塗膜高低溫均不裂，不脫落；光澤度95，塗膜堅硬，耐候性優良，擺杆硬度10；耐腐蝕性好，在鹽酸、氫氧化鈉或氯化鈉溶液中浸泡，塗膜10年無顯著變化；耐1200℃高溫，抗拉強度450MPa，剪切強度300MPa，粘結強度450MPa，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。