一种耐沾污蒙皮哑光面漆及其制备方法和应用与流程

本发明涉及功能涂料，进一步地说，是涉及一种耐沾污蒙皮哑光面漆及其制备方法和应用。

背景技术：

1、轻质、高性能及对环境友好是航空涂料的发展方向。目前国外的ppg aerospace、akz0 n0bel已开发低voc、高固含量的航空涂料，国内的海洋化工研究院有限公司、中海油常州涂料化工研究院等也已开发相应的航空涂料，且能满足飞机蒙皮涂料的性能要求：优异的柔韧性、耐水性、耐化学介质、耐候性、耐高低温、耐冲击性及附着力强等。现国内飞机公司提出在保证飞机蒙皮涂料以上性能的同时，需兼顾耐沾污性。飞机在沙尘环境或跨国远距离恶劣环境中运输时，飞机表面易被污染物黏上，既影响美观，又降低了涂层的使用寿命，且增加了飞机的日常维护难度。

2、国内的飞机蒙皮涂料主要有：丙烯酸型飞机蒙皮涂料、聚氨酯型飞机蒙皮涂料、氟碳型飞机蒙皮涂料、有机硅型飞机蒙皮涂料。现有飞机蒙皮涂料虽能满足飞机蒙皮涂料的性能要求，但在哑光状态下，其耐沾污性一般。现有的各种类型的哑光飞机蒙皮涂料在整机喷涂时，有以下难点：1.哑光飞机蒙皮涂料的光泽较低(0-10)，整机喷涂时，容易出现颜色不均一，光泽不均一，在自然光底下会看到飞机蒙皮明暗相间的压枪痕迹。2.在保证飞机蒙皮涂料的基本性能前提下，尤其是哑光漆，用无光树脂制成的哑光漆或者高光树脂添加消光剂制成的哑光漆难以兼顾耐沾污性能；长时间的飞行后，飞机的蒙皮涂料在污渍的覆盖下，难以清洗，且飞机整体的颜色差异极大。

3、因此，有必要研发一种耐沾污蒙皮哑光面漆以满足飞机公司的综合性能要求。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种耐沾污蒙皮哑光面漆及其制备方法和应用。本发明的耐沾污蒙皮哑光面漆具有优异的柔韧性、耐水性、耐化学介质、耐候性、耐高低温、耐冲击性及附着力强等，又兼顾了耐沾污性，在飞机的底漆上喷涂耐沾污面漆后，既长久的保持了涂层颜色的均一美观性，延长使用寿命，又满足了飞机的日常维护需求。

2、本发明的目的之一是提供一种耐沾污蒙皮哑光面漆，所述蒙皮面漆包括a组分、b组分和c组分；

3、a组分中包括有机硅改性氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂、颜料、填料、消光粉和酯类溶剂；

4、b组分中包括脂肪族聚异氰酸酯和酯类溶剂；

5、c组分中包括酯类溶剂和酮类溶剂；

6、所述a组分中按总重量为100份数计：

7、

8、所述b组分中按总重量为100份数计：

9、脂肪族聚异氰酸酯         90-95重量份；

10、酯类溶剂                 5-10重量份；

11、所述c组分中按总重量为100份数计：

12、酯类溶剂                 50-70重量份；

13、酮类溶剂                 30-50重量份；

14、所述a组分、b组分和c组分的质量比为(3-6)：1：(1-4)。

15、优选地，所述a组分中按总重量为100份数计：

16、

17、所述b组分中按总重量为100份数计：

18、脂肪族聚异氰酸酯         93-95重量份；

19、酯类溶剂                 5-7重量份；

20、所述c组分中按总重量为100份数计：

21、酯类溶剂                 60-70重量份；

22、酮类溶剂                 30-40重量份；

23、所述a组分、b组分和c组分的质量比为(3-4)：1：(2-3)。

24、本发明中的a组分作为基料，b组分作为固化剂，c组分作为为稀释剂，a组分中的树脂与b组分中的脂肪族聚异氰酸酯反应后形成交联的成膜物质，c组分的用量可以根据施工环境调节a、b、c三个组分混合后的喷涂粘度。

25、优选地，所述有机硅改性氟碳树脂是由以下原料反应制得：

26、三氟氯乙烯(ctfe)、丙烯酸丁酯(ba)、丙烯酸羟丙酯(hppa)、甲基丙烯酸甲酯(mma)、硅烷偶联剂、引发剂和溶剂；

27、所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸羟丙酯的质量比为(20-30):(15-25):(15-25)；

28、所述引发剂用量为反应体系总质量的1-2％；

29、所述三氟氯乙烯用量为反应体系总质量的10％-15％；

30、所述硅烷偶联剂用量为反应体系总质量的2％-5％；

31、所述溶剂用量为反应体系剂总质量的12-20％。

32、所述反应体系总质量为三氟氯乙烯(ctfe)、丙烯酸丁酯(ba)、丙烯酸羟丙酯(hppa)、甲基丙烯酸甲酯(mma)、硅烷偶联剂、引发剂和溶剂的总质量。

33、优选地，所述有机硅改性氟碳树脂由以下方法制备得到：

34、(1)按质量比称取甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯和部分引发剂，搅拌均匀升温至75-80℃，得到第一组分；

35、(2)称取三氟氯乙烯、部分引发剂和部分溶剂搅拌溶解，滴加至第一组分，85-90℃保温反应1-3h，得到第二组分；

36、(3)称取剩余引发剂、硅烷偶联剂和剩余溶剂搅拌溶解，滴加至第二组分，85-90℃保温反应1-3h，降温即得到所述有机硅改性氟碳树脂。

37、优选地，

38、步骤(1)中部分引发剂为引发剂总用量的10％-30％；和/或，

39、步骤(2)中部分引发剂为引发剂总用量的50％-70％；和/或，

40、步骤(2)中部分溶剂为溶剂总用量的45％-50％。

41、优选地，所述引发剂为过氧化苯甲酰(bpo)；和/或，

42、所述溶剂为甲基异丁基酮(mibk)、丙酮、丁酮、乙酰丙酮、环己酮中的至少一种。

43、所述丙烯酸树脂为本领域常用的丙烯酸树脂，如三菱丽阳丙烯酸树脂(lr7728型、lr7908型)、纽佩斯丙烯酸树脂(setalux91795型、setalux91757型)等。

44、所述硅烷偶联剂可以采用本领域常用的硅烷偶联剂，如硅烷偶联剂kh-570等。

45、优选地，所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、光稳定剂、抗氧剂中的至少一种；和/或，

46、所述颜料为无机颜料或有机颜料，具体可以采用杜邦公司、巴斯夫公司、巨发科技公司等的各色颜料；所述无机颜料为钛白、钴蓝、炭黑、铁黄、氧化铁红中的至少一种；所述有机颜料为永固黄、酞青蓝、异吲哚啉酮类红的至少一种；和/或，

47、所述填料为超细滑石粉、超细硫酸钡、高岭土、有机膨润土中的至少一种；所述超细滑石粉细度≥4000目；和/或，

48、所述消光粉为二氧化硅、滑石粉、硬脂酸钙中的至少一种，具体可以采用at3600型、ed50型、ok607型、ok500型、8903型、ml-386d型消光粉中的至少一种。

49、所述分散剂可采用本领域常用的分散剂，如主要成分为具有酸性基团的共聚体、主要成分为含有碱性颜料亲和基团的嵌段共聚物等的分散剂，具体可以采用byk163型、byk110型、byk190型、efka4310型、efka4700型、afcona4015型、afcona4071型分散剂中的至少一种；

50、所述消泡剂可以采用本领域常用的消泡剂，如主要成分为聚醚改性有机硅、主要成分为丙烯酸酯溶液等的消泡剂，具体可以采用byk066n型、byk051型、byk065型、afcona2020型、afcona2027型消泡剂中的至少一种；

51、所述流平剂可以采用本领域常用的流平剂，如主要成分为聚醚聚酯改性有机硅氧烷、主要成分为特殊改性丙烯酸酯共聚物等的流平剂，具体可以采用efka3600型、efka5010型、byk352型、byk361型、afcona3030型、afcona3700型流平剂中的至少一种；

52、所述光稳定剂可以采用本领域常用的光稳定剂，如紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂等，具体可以采用uv-p型、uv-5050型、uv531型、uv328型、uv5151型光稳定剂中的至少一种；

53、所述抗氧剂可以采用本领域常用的抗氧剂，如亚磷酸酯类抗氧剂、酚类抗氧剂等，具体可以采用264型、245型、168型、1010型、1076型、2246型、3114型抗氧剂中的至少一种。

54、优选地，所述酯类溶剂为乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸戊酯、碳酸二甲酯、异丁酸异丁酯中的至少一种；和/或，

55、组分a,组分b,组分c中的酯类溶剂可以相同或不同；优选采用相同的酯类溶剂。

56、所述酮类溶剂为甲基异丁基甲酮、丙酮、丁酮、乙酰丙酮、环己酮中的至少一种。

57、所述脂肪族聚异氰酸酯为本领域常用的异氰酸酯，主要成分为六亚甲基二异氰酸酯(hdi)和异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)聚合得到，具体可采用n3300型、n3900型、ht100型、bl 3370型、n75型聚异氰酸酯中的至少一种。

58、本发明的目的之二是提供一种耐沾污蒙皮哑光面漆的制备方法.

59、所述方法包括：

60、将a组分所述组分按所述重量份搅拌混合得到所述a组分；将b组分所述组分按所述重量份搅拌混合得到所述b组分；将c组分所述组分按所述重量份搅拌混合得到所述c组分；a组分、b组分和c组分按所述用量混合后制得所述耐沾污蒙皮哑光面漆。

61、具体可以采用如下方案：

62、a组分：将有机硅改性氟碳树脂、丙烯酸树脂、助剂加入调漆罐中，高速分散20min；搅拌停止状态下加入填料、颜料、酯类溶剂，然后高速分散30-60min，得混合浆料；然后对混合浆料进行研磨至细度≤25μm，加入消光粉，分散30-60min，调整不挥发物含量在65％-70％，即得a组分；

63、b组分：混合脂肪族聚异氰酸酯及酯类溶剂，搅拌20-40min，控制不挥发物含量在70％-72％，即得b组分；

64、c组分：混合酯类溶剂及酮类溶剂搅拌10min，控制不挥发物含量在每100ml不超过25mg，即得c组分。

65、将上述a、b、c三组分按质量比为(3-6)：1：(1-4)混合，混合后的粘度为18-25s，混合后熟化5-20分钟后过滤、喷涂。

66、本发明的目的之三是提供一种耐沾污蒙皮哑光面漆在保护性涂层中的应用。

67、具体可采用如下方案：

68、铝合金基材预处理：要先依次进行溶剂(丙酮或丁酮)清洗、碱洗除油、三酸脱氧等前处理，然后可以采用阿洛丁(或者硫酸阳极化或铬酸阳极化)进行表面处理；

69、喷涂：在基材上喷涂底漆6h后可喷涂面漆，若喷涂间隔时间超过72h，则需对底漆进行活化打磨。将a、b、c三组分按质量比为(3-6)：1：(1-4)混合，施工粘度为18-25s，静置熟化5-20分钟，用200目以上过滤网过滤后喷涂。采用空气喷涂，喷枪口尺寸优选1.2-1.6mm，喷枪雾化压力为2-3bar。漆膜厚度控制在单道15-20μm，压枪法喷涂，控制漆膜的总厚度在70μm左右。

70、本发明根据飞机蒙皮涂料所需性能有针对性地调控不同单体及其用量，通过化学聚合方法制备得到有机硅改性的氟碳树脂，其目的之一是通过有机硅氟改性实现涂层低表面能特性，提升涂层的耐沾污性能；目的之二是有机硅和有机氟树脂由于自身的特点，存在与基料中的颜料和填料难以有效相容的问题，这往往会导致涂层出现颜色不均匀等问题；且有机硅氟树脂含量过高会导致涂层与基材结合力降低，重涂性差等问题。因此本发明筛选了丙烯酸类单体增加与颜填料的结合性能，通过调控有机硅、有机氟单体以及丙烯酸单体的用量，使得合成出来的树脂制备的涂层能够兼顾耐沾污性能、颜填料分散效果好，且与基材结合力不受影响，重涂性佳。

71、本发明在制备氟碳树脂的基础上，引入硅氧基团，可以进一步降低表面能，极大提高涂料的耐沾污性；通过将有机硅改性的氟碳树脂引入丙烯酸型蒙皮涂料中，降低了涂层的表面能，从而防止污染物的附着；且有机硅改性氟碳树脂与体系中的颜填料具有更好的相容性；与丙烯酸体系的树脂复配后，加入消光粉制成的哑光漆能够满足整机喷涂的施工工艺，整机喷涂时颜色、光泽均一，无明暗相间的压枪痕迹，且灰尘等污渍容易清洗，水洗后，整机的颜色均一一致。本发明的耐沾污面漆具有优异的柔韧性、耐水性、耐化学介质、耐候性、耐高低温、耐冲击性及附着力强等，又兼顾了耐沾污性，在飞机的底漆上喷涂耐沾污面漆后，既长久的保持了涂层颜色的均一美观性，延长使用寿命，又满足了飞机的日常维护需求；本发明的耐沾污蒙皮哑光面漆具有良好的力学性能及机械性能、耐候性、耐腐蚀性、耐化学药品性及耐沾污性。