功能復(fù)合涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功能復(fù)合涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 海水是含鹽濃度很高的天然電解質(zhì)，是天然腐蝕劑中腐蝕性最強(qiáng)的介質(zhì)之一。船 舶、軍工機(jī)械、海上鉆臺(tái)、淡化設(shè)備、海水管道、碼頭運(yùn)輸機(jī)械以及海邊娛樂(lè)設(shè)施等，長(zhǎng)期處 于海洋環(huán)境中，腐蝕極為嚴(yán)重，給人民和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了重大問(wèn)題，所以海水防腐不容 忽視。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，耐腐蝕涂層大多是由樹(shù)脂基體材料、金屬和金屬氧化物粉末組成或 由樹(shù)脂基體材料摻加部分稀土材料組成。但是，這類涂層在船用設(shè)備和部件上使用時(shí)，存在 厚度大、彈性小、容易在較大應(yīng)力沖擊時(shí)產(chǎn)生破壞、抗摩擦性能差、耐海水腐蝕性差、使用壽 命短和不能在較寬溫域范圍內(nèi)使用等缺點(diǎn)，無(wú)法滿足海水的寬溫域變化和實(shí)海環(huán)境下長(zhǎng)時(shí) 間使用耐腐蝕性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中耐腐蝕涂層厚度大、彈性小、容易在較大應(yīng)力沖 擊時(shí)產(chǎn)生破壞、抗摩擦性能差、耐海水腐蝕性差、使用壽命短和不能在較寬溫域范圍內(nèi)使用 等缺點(diǎn)，提供一種功能復(fù)合涂層及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案如下。
[0006] 功能復(fù)合涂層，由底涂、中涂和面涂組成；
[0007] 所述底涂由質(zhì)量比為8:1的鋅黃底漆與鋅黃底漆固化劑組成，厚度為35-65μπι;
[0008] 所述中涂由環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑、增韌劑和填充劑組成，厚度為0.25-0.45mm；
[0009] 所述環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂E-20、環(huán)氧樹(shù)脂E-44、環(huán)氧樹(shù)脂830中的一種或多種，所 述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為聚酰胺樹(shù)脂650、聚酰胺樹(shù)脂651、聚酰胺樹(shù)脂650C中的一種或多種，環(huán) 氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的質(zhì)量比為(50-55): (30-100)，所述增韌劑為分子鏈上具有腈基 (-CN)的端環(huán)氧反應(yīng)型液態(tài)丁腈橡膠，增韌劑的質(zhì)量為環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑總質(zhì)量 的3-8%，所述填充劑為硅酸鹽空心微珠和/或?qū)悠瑺铊F氧體材料，填充劑的質(zhì)量為環(huán)氧樹(shù) 脂和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑總質(zhì)量的30-50% ;
[0010] 所述面涂由質(zhì)量比為1:1的氟碳涂料和功能涂料組成，厚度為0.4-0.8mm;
[0011 ]所述氟碳涂料由質(zhì)量比為（10-12): 1的氟稀烴-乙烯基醚共聚物樹(shù)脂和氟稀經(jīng)-乙 烯基醚共聚物樹(shù)脂固化劑組成，所述功能涂料由質(zhì)量比為100: (30-40)的溶劑型聚氨酯樹(shù) 脂和溶劑型聚氨酯樹(shù)脂固化劑組成。
[0012] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂E-20,所述環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為聚酰胺樹(shù)脂650或 聚酰胺樹(shù)脂651，環(huán)氧樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的質(zhì)量比為1:1。
[0013] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂E-44和環(huán)氧樹(shù)脂830的混合物，所述環(huán)氧樹(shù)脂固 化劑為聚酰胺樹(shù)脂650C。
[0014]優(yōu)選的，所述鋅黃底漆固化劑為腰果酚改性胺固化劑，所述氟烯烴-乙烯基醚共聚 物樹(shù)脂固化劑為多元醇改性的六亞甲基二異氰酸酯，所述溶劑型聚氨酯樹(shù)脂固化劑為聚醚 多元醇改性的異氰酸酯。
[0015] 上述功能復(fù)合涂層的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 步驟一、將鋅黃底漆與鋅黃底漆固化劑按配比混合均勻后，涂刷或噴涂在金屬基 底上，至厚度為35_65μπι，常溫固化5h以上，得到底涂；
[0017] 步驟二、將環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑、增韌劑和填充劑按配比溶于環(huán)氧樹(shù)脂溶劑 中，混合均勻后，分多次涂刷或噴涂在經(jīng)打磨、清洗后的底涂上，直至厚度達(dá)到0.25-0.45mm，常溫固化24h以上，得到中涂；
[0018]步驟三、將氟烯烴-乙烯基醚共聚物樹(shù)脂和氟烯烴-乙烯基醚共聚物樹(shù)脂固化劑按 配比混合均勻，得到氟碳涂料，將溶劑型聚氨酯樹(shù)脂和溶劑型聚氨酯樹(shù)脂固化劑按配比混 合均勻，得到功能涂料，然后將氟碳涂料和功能涂料按配比混合均勻，得到混合涂料，再將 混合涂料靜置放置5-15min進(jìn)行預(yù)固化，最后將預(yù)固化后的混合涂料經(jīng)多次涂刷或噴涂在 經(jīng)打磨、清洗后的中涂上，直至厚度達(dá)到0.4-0.8mm，常溫固化24h以上，得到功能復(fù)合涂層。
[0019] 優(yōu)選的，步驟二和步驟三中，所述固化時(shí)間分別為24-48h。
[0020] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹(shù)脂溶劑為質(zhì)量比1:4的正丁醇和丙酮的混合物或者質(zhì)量比1:4 的正丁醇和甲苯的混合物。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0022]本發(fā)明的功能復(fù)合涂層以鋅黃底漆與鋅黃底漆固化劑為底涂，以環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧 樹(shù)脂固化劑、增韌劑和填充劑為中涂，以氟碳涂料與功能涂料為面涂，該復(fù)合涂層易于現(xiàn)場(chǎng) 施工，固化后對(duì)環(huán)境無(wú)污染;通過(guò)各組分的配合作用，復(fù)合涂層在金屬基體表面具備優(yōu)異的 耐腐蝕性，抗摩擦性和抗沖擊性，且涂層厚度小，彈性大，能夠抗海水高低溫交變，在較寬溫 域范圍內(nèi)使用，經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，本發(fā)明的復(fù)合涂層的厚度僅為是現(xiàn)有防腐涂層厚度的三分之 一左右，按照GB/T5210-2006測(cè)試正拉伸強(qiáng)度可達(dá)至ljl5MPa以上，常溫靜態(tài)海水浸泡實(shí)驗(yàn) l〇〇〇〇h涂層表面無(wú)起泡、涂層無(wú)脫落，經(jīng)過(guò)0-60°C周期交替實(shí)驗(yàn)50個(gè)周期（2h-個(gè)周期）涂 層表面無(wú)起泡、涂層無(wú)脫落。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1中，a、b、c分別為實(shí)施例1的復(fù)合涂層在靜態(tài)海水中浸泡前、浸泡5000h和浸泡 10000h后的表面形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描 述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利 要求的限制。
[0025]本發(fā)明的功能復(fù)合涂層，由從內(nèi)至外依次排列的底涂、中涂和面涂組成（以功能復(fù) 合涂層覆蓋的表面為內(nèi)側(cè)）。
[0026]其中，底涂由質(zhì)量比為8:1的鋅黃底漆與鋅黃底漆固化劑組成，厚度為35_65μπι。該 底涂可同時(shí)適用于水下浸沒(méi)部位和水上暴露的部位，適應(yīng)性廣，保證了涂層底涂的統(tǒng)一性。 鋅黃底漆固化劑優(yōu)選為腰果酚改性胺固化劑，可以通過(guò)商購(gòu)獲得。
[0027] 中涂由環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑、增韌劑和填充劑組成，厚度為0.25-0.45mm。環(huán) 氧樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂E-20、環(huán)氧樹(shù)脂E-44、環(huán)氧樹(shù)脂830中的一種或多種，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑為 聚酰胺樹(shù)脂650、聚酰胺樹(shù)脂651、聚酰胺樹(shù)脂650C中的一種或多種，環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂固 化劑的質(zhì)量比為(50-55): (30-100)，根據(jù)環(huán)氧樹(shù)脂的不同，其優(yōu)選的環(huán)氧樹(shù)脂固化劑種類 的不同，如環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂E-44和環(huán)氧樹(shù)脂830的混合物（質(zhì)量比為1:5)，環(huán)氧樹(shù)脂固 化劑為聚酰胺樹(shù)脂650C，根據(jù)環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑種類的不同，環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù) 脂固化劑優(yōu)選配比不同，具體根據(jù)實(shí)驗(yàn)選擇，如環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂E-20,環(huán)氧樹(shù)脂固化劑 為聚酰胺樹(shù)脂650或聚酰胺樹(shù)脂651，環(huán)氧樹(shù)脂與環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的質(zhì)量比為1:1。增韌劑為 分子鏈上具有腈基的端環(huán)氧反應(yīng)型液態(tài)丁腈橡膠，增韌劑的質(zhì)量為環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂固 化劑總質(zhì)量的3-8%，本發(fā)明選用的增韌劑能夠改進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂固化后脆性大的問(wèn)題，在增韌 的同時(shí)增強(qiáng)中涂對(duì)底涂的附著力。填充劑為硅酸鹽空心微珠和/或?qū)悠瑺铊F氧體材料，填充 劑的質(zhì)量為環(huán)氧樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂固化劑總質(zhì)量的30-50%，本發(fā)明選用的填充劑能夠有效 防止環(huán)氧樹(shù)脂固化后的收縮形變，并進(jìn)一步加強(qiáng)樹(shù)脂體系的耐海水腐蝕性能。
[0028] 面涂由質(zhì)量比為1:1的氟碳涂料和功能涂料組成，厚度為0.4-0.8mm。本發(fā)明的氟 碳涂料由質(zhì)量比為（10-12):1的氟烯烴-乙烯基醚共聚物樹(shù)脂和氟烯烴-乙烯基醚共聚物樹(shù) 脂固化劑組成，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知技術(shù)，當(dāng)氟烯烴-乙烯基醚共聚物樹(shù)脂確定后，其 相應(yīng)的固化劑即可以確定，固化劑能夠固化氟烯烴-乙烯基醚共聚物樹(shù)脂，常規(guī)選擇即可， 一般采用為多元醇改性的亞甲基二異氰酸酯，可通過(guò)商購(gòu)獲得。該涂料具有耐候性、耐熱 性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性，且具有獨(dú)特的疏水性、低摩擦性和不粘性。由于氟碳涂料固化 后的硬度太高，所以本發(fā)明在體系中加入功能涂料改善其彈