螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂料技術(shù)，尤其是螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料及其制備方法
【背景技術(shù)】
[0002]海洋軍事裝備和作業(yè)平臺(tái)防腐隱身是海洋工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，金屬構(gòu)件在海洋環(huán)境中腐蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂、氫脆、腐蝕疲勞、晶間腐蝕等導(dǎo)致斷裂，造成海洋環(huán)境生態(tài)災(zāi)害。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)海洋環(huán)境金屬構(gòu)件的防腐隱身進(jìn)行了大量研宄，各種防腐隱身技術(shù)有了很大的發(fā)展，但仍遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需求。
[0003]海洋防腐隱身涂料是指海洋環(huán)境中使用的防腐隱身涂料，要求具有以下的性能:良好的物理性能，腐蝕介質(zhì)抗?jié)B性好，金屬表面附著力強(qiáng)；良好的硬度、強(qiáng)度、柔韌性，耐沖刷、耐海水、耐鹽霧、耐油等；良好的施工性能，綠色環(huán)境友好性；電磁波吸收和屏蔽性。目前，我國(guó)的防腐隱身涂料性能仍存在很多缺陷，綜合性能較差不能滿足社會(huì)的需要，例如漆膜力學(xué)性能低、防腐性差、環(huán)境污染大等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料及其制備方法，該涂料不僅具有防腐隱身性能，而且漆膜力學(xué)性能好并且綠色環(huán)保。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料，所述涂料由甲乙兩種組分按照質(zhì)量配比為1:1構(gòu)成；
[0006]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，甲組分包括以下組分和含量:
[0007]水性環(huán)氧樹脂80?120份；
[0008]消泡劑0.2?0.8份;
[0009]蒸飽水5?15份；
[0010]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，乙組分包括以下組分和含量:
[0011]水性環(huán)氧固化劑20?30份；
[0012]消泡劑0.08?0.15份；
[0013]分散劑I?1.5份；
[0014]超細(xì)滑石粉20?30份；
[0015]磷酸鋅15?30份；
[0016]鐵紅O?20份；
[0017]鈦白粉15?30份；
[0018]螺旋碳纖維手性吸波劑15?30份。
[0019]一種螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料，所述涂料由甲乙兩種組分按照質(zhì)量配比為
I: I構(gòu)成；
[0020]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，甲組分包括以下組分和含量:
[0021]水性環(huán)氧樹脂100份；
[0022]消泡劑0.5份；
[0023]蒸餾水10份；
[0024]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，乙組分包括以下組分和含量:
[0025]水性環(huán)氧固化劑25份；
[0026]消泡劑0.1份；
[0027]分散劑1.2份；
[0028]超細(xì)滑石粉25份；
[0029]磷酸鋅20份；
[0030]鐵紅10份；
[0031]鈦白粉20份；
[0032]螺旋碳纖維手性吸波劑20份。
[0033]所述水性環(huán)氧樹脂固含量為60%，環(huán)氧當(dāng)量為730。
[0034]所述消泡劑為BYK-018。
[0035]所述分散劑為BYK-190。
[0036]所述水性環(huán)氧固化劑固含量為60%，胺氫當(dāng)量為248。
[0037]所述螺旋碳纖維手性吸波劑為具有螺旋結(jié)構(gòu)的吸波材料。
[0038]一種螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0039](I)螺旋碳纖維手性吸波劑制備，采用臥式爐基板法，以乙炔為碳源，以鎳板為催化劑，PCL3為助催化劑，用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法制備螺旋形手性碳纖維；工藝參數(shù):反應(yīng)溫度650?700°C，氬氣流量20?40mL/min，乙炔氣流量20?30mL/min，氫氣流量50?70mL/min，PCL3流量 0.03 ?0.05mT ,/mi η ；
[0040](2)按配方量的環(huán)氧樹脂和消泡劑加入攪拌器中，在300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌下，再加入去離子水稀釋，高速分散30分鐘，得到甲組分；
[0041](3)按配方量將固化劑加入備料鍋中，在1000轉(zhuǎn)/分的速度下攪拌，加入消泡劑、分散劑、鈦白粉、超細(xì)滑石粉、磷酸鋅、鐵紅、螺旋碳纖維手性吸波劑和適量的去離子水，在高速分散機(jī)上低速分散，然后高速分散，在高剪切力的作用下，砂磨分散直到細(xì)度小于10 μ m，得到乙組分。
[0042](4)施工時(shí)需將所述甲組分、乙組分按配方量質(zhì)量配比為1:1，混合，均勻攪拌，熟化10分鐘后即可使用。
[0043]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明研制的螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料是以水性環(huán)氧樹脂為基料，固化劑為水性環(huán)氧固化劑的環(huán)境友好性防腐隱身涂料，其特點(diǎn)是附著力強(qiáng)，金屬表層除銹要求不高，具有高粘度，高固含量等特征，兩次施工成膜厚度可達(dá)百微米，成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。
[0044]漆膜中的鋁含量高，在海洋環(huán)境中有效的起到了表面的電化學(xué)保護(hù)功能，特別適用于高溫、高濕的海洋環(huán)境金屬構(gòu)件表面防腐。
[0045]漆膜中含有螺旋碳纖維手性吸波劑，對(duì)射入其中的電磁波，不僅交變的電場(chǎng)會(huì)誘導(dǎo)介質(zhì)極化，而且還誘導(dǎo)介質(zhì)磁化。對(duì)不同波段雷達(dá)波產(chǎn)生共振吸收，對(duì)微波段具有很高的介電損耗。
[0046]采用本發(fā)明涂料漆膜厚度100 μ m以上，經(jīng)加速腐蝕模擬試驗(yàn)?zāi)椭行喳}霧時(shí)間:600小時(shí)以上漆膜不變化。電磁參數(shù)測(cè)試顯示，介電常數(shù)變化不大，磁導(dǎo)率的變化較大磁損耗明顯增強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0047]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易本清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，
[0048]實(shí)施例1
[0049]螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料，其由甲乙兩種組分按照質(zhì)量配比為1:1構(gòu)成。按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，甲組分包括以下組分和含量:水性環(huán)氧樹脂100份；消泡劑0.5份；蒸餾水10份。按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，乙組分包括以下組分和含量:水性環(huán)氧固化劑25份；消泡劑0.1份；分散劑1.2份；超細(xì)滑石粉25份；磷酸鋅20份；鐵紅10份；鈦白粉20份；螺旋碳纖維手性吸波劑20份；
[0050]螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料的制備方法，步驟包括:
[0051](I)螺旋碳纖維手性吸波劑制備，采用臥式爐基板法，以乙炔為碳源，以鎳板為催化劑，PCL3為助催化劑，用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法制備螺旋形手性碳纖維。工藝參數(shù):反應(yīng)溫度650?700°C，氬氣流量20?40mL/min，乙炔氣流量20?30mL/min，氫氣流量50?70mL/min, PCL3流量 0.03 ?0.0SmLmino
[0052](2)按配方量的環(huán)氧樹脂和消泡劑加入攪拌器中，在300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌下，再加入去離子水稀釋，高速分散30分鐘，得到甲組分。
[0053](3)按配方量將固化劑加入備料鍋中，在1000轉(zhuǎn)/分的速度下攪拌，加入消泡劑、分散劑、鈦白粉、超細(xì)滑石粉、磷酸鋅、鐵紅、螺旋碳纖維手性吸波劑和適量的去離子水，在高速分散機(jī)上低速分散，然后高速分散。在高剪切力的作用下，砂磨分散直到細(xì)度小于10 μ m，得到乙組分。
[0054](4)施工時(shí)需將所述甲組分、乙組分按配方量質(zhì)量配比為1:1，混合，均勻攪拌，熟化10分鐘后即可使用。
[0055]涂料漆膜測(cè)試結(jié)果:耐中性鹽霧時(shí)間:650小時(shí)。介電損耗:最大吸收峰在10.4GHz，反射率為-21.62dB?？箾_擊強(qiáng)度:50 kg.cm。硬度:2H。柔韌性:1 mm。
[0056]實(shí)施例2
[0057]螺旋碳纖維水性防腐隱身涂料，其由甲乙兩種組分按照質(zhì)量配比為1:1構(gòu)成。按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，甲組分包括以下組分和含量:水性環(huán)氧樹脂100份；消泡劑0.5份；蒸餾水10份。按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，乙組分包括以下組分和含量:水性環(huán)氧固化劑25份；消泡劑0.1份；分散劑1.2份；超細(xì)滑石粉25份