专利名称：红外隐身防腐蚀涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料及其制备方法，更具体地说，是涉及一种兼有红外隐身性能和防腐性能的涂料及其制备方法。
背景技术：
金属颜料是到目前为止报道最多的红外隐身颜料。研究表明，不透明体的反射率越高，发射率就越低。因此我们采用鳞片状锌粉做填料，片装的锌粉可以有效的增加光的反射，从而使涂料具有较低的红外发射率。然而单纯的金属填料虽然具有较好的红外低发射率，但是不利于雷达隐身和可见光伪装铟锡氧化物在微波和毫米波段具有较高的吸收率，在涂料中加入更有利于雷达隐身和可见光伪装。
防腐蚀方面，在涂料中加入鳞片状锌粉做填料可以有效的使涂料的防腐性能提高，锌粉在涂料中主要起如下作用(1)阴极保护作用由于锌的电极电位比铁的电极电位高，因而锌可以优先与腐蚀介质发生电化学反应，从而对铁产生阴极保护作用。(2)屏蔽阻挡功能涂层的屏蔽作用在于能否有效隔离基体金属与腐蚀环境。采用鳞片状锌粉做填料时，由于鳞片状锌粉板的表面积较大，可以有效防止水分子、氧气以及其它盐类腐蚀介质的渗入，屏蔽腐蚀物质的能力较强；并且锌本身发生电化学反应后，生成的氧化锌附着在铁板的表面可以进一步对腐蚀物质起到阻隔作用，使涂料的防腐效果更加持久。(3)钝化腐蚀功能在腐蚀行为进行的过程中，锌粉填料具有缓蚀功能，可以解离出缓蚀离子，并通过各种机理，使腐蚀电池的一个或两个电极极化，抑制腐蚀的进行，所以缓蚀作用弥补了屏蔽作用的不足，反过来屏蔽作用又防止了缓蚀离子的流失，使防腐效果稳定持久。
环氧树脂具有优良的耐水性、耐化学品性(耐酸、耐碱和有机溶剂)，贮存稳定，附着力特别好，适用于海上、海岸、工业区等严重腐蚀环境中钢铁构筑物的涂装，对各种贮罐、管道的涂装也很适用，是目前重防腐蚀涂料的主要底漆胶粘剂。红外隐身防腐蚀涂料一次涂刷，既具有红外隐身特性，又能兼具防腐蚀性能；避免了传统的先刷防腐漆后刷红外隐身漆的二次涂刷工艺，省时省力，具有广阔的应用前景。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种具有红外隐身性能和防腐性能的涂料及其制备方法，该涂料在工业中使用，能有效避免传统的先刷防腐漆后刷红外隐身漆的二次涂刷工艺，省时省力。
技术方案本发明提供了一种具有红外隐身性能和防腐性能的涂料，按重量百分比该涂料由以下组分组成铟锡氧化物10～25％鳞片状锌粉20～40％滑石粉3～5％钛白粉2～4％乙二醇乙醚醋酸酯10～20％硅酸钠0.5～1.5％聚醚消泡剂0.2～0.4％环氧树脂15～25％胺固化剂15～25％余量为正丁醇和二甲苯的混合物，其两者的质量比例为正丁醇∶二甲苯＝1∶1.3。
其中胺固化剂为三乙烯四胺、或四乙烯五胺或由多乙烯多胺与二聚豆油酸缩聚而成的聚酰胺或它们的混合物。
1.铟锡氧化物的制备首先用SnCl4·5H2O和In粒分别配制浓度为0.5mol/L的SnCl4和InCl3水溶液，将两种溶液根据要求按1∶4的比例混合。采用双滴加料的方式将200mLSnCl4-InCl3混合溶液和0.1mol/L的氨水溶液滴加到装有50mL的去离子水中，控制溶液的pH值在8.5～9.0、温度在55～60℃，待SnCl4-InCl3混合溶液滴加完成后，停止滴加氨水溶液，继续用搅拌浆搅拌，在55～60℃保温2h。再经冷却、抽滤、用去离子水洗涤、在105～120℃条件下烘干、用研钵碾磨得到铟锡氧化物(以下简称ITO)前驱体。ITO前驱体在650～800℃煅烧2h后碾磨得ITO粉体。
2.涂料的配制1)按比例称取ITO粉体(10～25wt％)、鳞片状锌粉(20～40wt％)、滑石粉(3～5wt％)、钛白粉(2～4wt％)、乙二醇乙醚醋酸酯(10～20wt％)、硅酸钠(0.5～1.5wt％)及聚醚消泡剂(0.2～0.4wt％)，混合均匀；2)加入质量比例为1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶剂配制好的环氧树脂(15～25wt％)溶液，高速研磨2～4h；3)加入质量比例为1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶剂配制好的胺固化剂(15～25wt％)溶液，继续研磨1～2h；4)用质量比例为1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶剂调整涂料粘度至60～80s(涂-4杯，25℃)，搅拌均匀后即制得红外隐身反腐蚀涂料。
3涂料的性能测试将上述涂料刷涂于金属板材后，对制得的涂料，采用国家标准测定其干燥时间、硬度、附着力、柔韧性、抗冲击性、耐磨性、耐盐雾性能以及红外低发射性能。
有益效果根据本方案制得的涂料，具有较好的色泽和流动性能。采用掺杂半导体材料铟锡氧化物做辅助填料制备的涂料具有较低的红外发射率，具有较好的红外隐身性能。盐雾实验表明，制得的涂层在进行室内加速腐蚀实验过程中，可以长时间对刷涂基材的表面起到防护作用，涂层的防腐蚀能力较强。采用国家测试标准对涂层的干燥时间、硬度、附着力、柔韧性、抗冲击性、耐磨性等机械性能进行测试，涂层的综合性能较好。
具体实施例方式
按重量百分比该组合物由以下组分组成铟锡氧化物10～25％鳞片状锌粉20～40％滑石粉3～5％
钛白粉2～4％乙二醇乙醚醋酸酯10～20％硅酸钠0.5～1.5％聚醚消泡剂0.2～0.4％环氧树脂15～25％胺固化剂15～25％余量为正丁醇和二甲苯的混合物，其两者的质量比例为正丁醇∶二甲苯＝1∶1.3。
胺固化剂为三乙烯四胺、四乙烯五胺或由多乙烯多胺与二聚豆油酸缩聚而成的聚酰胺或它们的混合物。
实施例1称取21.5g环氧树脂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得环氧树脂溶液；称取21.5g聚酰胺固化剂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得胺固化剂溶液。
配方1
按配方1称取各种物质，混合均匀后加入已配制好的环氧树脂溶液，高速研磨，加入已配制好的胺固化剂溶液，继续研磨，当细度达到48μm后，用正丁醇和二甲苯组成混合溶剂将粘度调整到60～80s(涂-4杯，25℃)，过滤，制得涂料。将涂料刷涂在已打磨好的金属Al片上，制得样片。
待红外发射率测量仪的黑体温度稳定在250℃下，装上8～14μm滤光片，进行仪器效正后，测量涂层在8～14μm范围内的红外发射率；黑体温度稳定在350℃条件下换上3～5μm滤光片，进行仪器效正后，测量涂层在8～14μm范围内的红外发射率。
采用国家标准测定涂层的各项性能如下表所示
干膜厚度45～60μm测量温度室温实施例2称取21.5g环氧树脂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得环氧树脂溶液；称取21.5g聚酰胺固化剂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得胺固化剂溶液。
配方2
按配方2称取各种物质，混合均匀后加入已配制好的环氧树脂溶液，高速研磨，加入已配制好的胺固化剂溶液，继续研磨，当细度达到48μm后，用正丁醇和二甲苯组成混合溶剂将粘度调整到60～80s(涂-4杯，25℃)，过滤，制得涂料。将涂料刷涂在已打磨好的金属Al片上，制得样片。
按实施例1同样方法，分别测量涂层在8～14μm、3～5μm范围内的红外发射率。
采用国家标准测定涂层的各项性能，结果如下表所示
干膜厚度45～60μm测量温度室温实施例3称取21.5g环氧树脂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得环氧树脂溶液；称取21.5g聚酰胺固化剂，用11mL正丁醇和14.5mL二甲苯溶解得胺固化剂溶液。
配方3
按配方3称取各种物质，混合均匀后加入已配制好的环氧树脂溶液，高速研磨，加入已配制好的胺固化剂溶液，继续研磨，当细度达到48μm后，用正丁醇和二甲苯组成混合溶剂将粘度调整到60～80s(涂-4杯，25℃)，过滤，制得涂料。将涂料刷涂在已打磨好的金属Al片上，制得样片。
按实施例1同样方法，分别测量涂层在8～14μm、3～5μm范围内的红外发射率。
采用国家标准测定涂层的各项性能，结果如下表所示
干膜厚度45～60μm测量温度室温
权利要求
1.一种红外隐身防腐蚀涂料，其特征在于按重量百分比该组合物由以下组分组成铟锡氧化物10～25％鳞片状锌粉20～40％滑石粉3～5％钛白粉2～4％乙二醇乙醚醋酸酯10～20％硅酸钠0.5～1.5％聚醚消泡剂0.2～0.4％环氧树脂15～25％胺固化剂15～25％余量为正丁醇和二甲苯的混合物，其两者的质量比例为正丁醇∶二甲苯＝1∶1.3。
2.根据权利要求1所述的红外隐身防腐蚀涂料，其特征在于胺固化剂为三乙烯四胺、四乙烯五胺或由多乙烯多胺与二聚豆油酸缩聚而成的聚酰胺或它们的混合物。
3.一种如权利要求1所述的的红外隐身防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于该方法按如下步骤完成1)按比例称取铟锡氧化物粉体10～25wt％、鳞片状锌粉20～40wt％、滑石粉3～5wt％、钛白粉2～4wt％、乙二醇乙醚醋酸酯10～20wt％、硅酸钠0.5～1.5wt％及聚醚消泡剂0.2～0.4wt％；2)混合均匀后加入质量比例为1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶剂配制好的环氧树脂15～25wt％溶液，高速研磨2～4h；3)加入质量比例为1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶剂配制好的胺固化剂15～25wt％溶液，继续研磨1～2h；4)用质量比例为1∶1.3的正丁醇和二甲苯混合溶剂调整涂料粘度至60～80s(涂-4杯，25℃)，搅拌均匀即制得红外隐身反腐蚀涂料。
4.按照权利要求3所述的的红外隐身防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于所述的铟锡氧化物粉体通过如下步骤获得1)首先用SnCl4·5H2O和In粒分别配制SnCl4和InCl3水溶液，将两种溶液混合；2)采用双滴加料的方式将SnCl4-InCl3混合溶液和氨水溶液滴加到装有去离子水中，控制溶液的pH值在8.5～9.0、温度在55～60℃，滴加完成后，继续用搅拌浆搅拌，在55～60℃保温2h；3)再经冷却、抽滤、用去离子水洗涤、在105～120℃条件下烘干、用研钵碾磨得到铟锡氧化物。
全文摘要
红外隐身防腐蚀涂料及其制备方法是一种在工业中使用，能有效避免传统的先刷防腐漆后刷红外隐身漆的二次涂刷工艺，省时省力，其特征在于按重量百分比该组合物由以下组分组成铟锡氧化物10～25％，鳞片状锌粉20～40％，滑石粉3～5％，钛白粉2～4％，乙二醇乙醚醋酸酯10～20％，硅酸钠0.5～1.5％，聚醚消泡剂0.2～0.4％，环氧树脂15～25％，胺固化剂15～25％，余量为正丁醇和二甲苯的混合物，其两者的质量比例为正丁醇∶二甲苯＝1∶1.3。该涂料，具有较好的色泽和流动性能。采用掺杂半导体材料铟锡氧化物做辅助填料制备的涂料具有较低的红外发射率，具有较好的红外隐身性能。
文档编号C09D5/08GK1831062SQ20061003959
公开日2006年9月13日 申请日期2006年4月17日 优先权日2006年4月17日
发明者周钰明, 韩凤俊, 汪小舟 申请人:东南大学