功能复合涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种功能复合涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 海水是含盐浓度很高的天然电解质，是天然腐蚀剂中腐蚀性最强的介质之一。船 舶、军工机械、海上钻台、淡化设备、海水管道、码头运输机械以及海边娱乐设施等，长期处 于海洋环境中，腐蚀极为严重，给人民和国家财产安全带来了重大问题，所以海水防腐不容 忽视。
[0003] 现有技术中，耐腐蚀涂层大多是由树脂基体材料、金属和金属氧化物粉末组成或 由树脂基体材料掺加部分稀土材料组成。但是，这类涂层在船用设备和部件上使用时，存在 厚度大、弹性小、容易在较大应力冲击时产生破坏、抗摩擦性能差、耐海水腐蚀性差、使用寿 命短和不能在较宽温域范围内使用等缺点，无法满足海水的宽温域变化和实海环境下长时 间使用耐腐蚀性能的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是解决现有技术中耐腐蚀涂层厚度大、弹性小、容易在较大应力冲 击时产生破坏、抗摩擦性能差、耐海水腐蚀性差、使用寿命短和不能在较宽温域范围内使用 等缺点，提供一种功能复合涂层及其制备方法。
[0005] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下。
[0006] 功能复合涂层，由底涂、中涂和面涂组成；
[0007] 所述底涂由质量比为8:1的锌黄底漆与锌黄底漆固化剂组成，厚度为35-65μπι;
[0008] 所述中涂由环氧树脂、环氧树脂固化剂、增韧剂和填充剂组成，厚度为0.25-0.45mm；
[0009] 所述环氧树脂为环氧树脂E-20、环氧树脂E-44、环氧树脂830中的一种或多种，所 述环氧树脂固化剂为聚酰胺树脂650、聚酰胺树脂651、聚酰胺树脂650C中的一种或多种，环 氧树脂和环氧树脂固化剂的质量比为(50-55): (30-100)，所述增韧剂为分子链上具有腈基 (-CN)的端环氧反应型液态丁腈橡胶，增韧剂的质量为环氧树脂和环氧树脂固化剂总质量 的3-8%，所述填充剂为硅酸盐空心微珠和/或层片状铁氧体材料，填充剂的质量为环氧树 脂和环氧树脂固化剂总质量的30-50% ;
[0010] 所述面涂由质量比为1:1的氟碳涂料和功能涂料组成，厚度为0.4-0.8mm;
[0011 ]所述氟碳涂料由质量比为（10-12): 1的氟稀烃-乙烯基醚共聚物树脂和氟稀经-乙 烯基醚共聚物树脂固化剂组成，所述功能涂料由质量比为100: (30-40)的溶剂型聚氨酯树 脂和溶剂型聚氨酯树脂固化剂组成。
[0012] 优选的，所述环氧树脂为环氧树脂E-20,所述环氧树脂固化剂为聚酰胺树脂650或 聚酰胺树脂651，环氧树脂与环氧树脂固化剂的质量比为1:1。
[0013] 优选的，所述环氧树脂为环氧树脂E-44和环氧树脂830的混合物，所述环氧树脂固 化剂为聚酰胺树脂650C。
[0014]优选的，所述锌黄底漆固化剂为腰果酚改性胺固化剂，所述氟烯烃-乙烯基醚共聚 物树脂固化剂为多元醇改性的六亚甲基二异氰酸酯，所述溶剂型聚氨酯树脂固化剂为聚醚 多元醇改性的异氰酸酯。
[0015] 上述功能复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0016] 步骤一、将锌黄底漆与锌黄底漆固化剂按配比混合均匀后，涂刷或喷涂在金属基 底上，至厚度为35_65μπι，常温固化5h以上，得到底涂；
[0017] 步骤二、将环氧树脂、环氧树脂固化剂、增韧剂和填充剂按配比溶于环氧树脂溶剂 中，混合均匀后，分多次涂刷或喷涂在经打磨、清洗后的底涂上，直至厚度达到0.25-0.45mm，常温固化24h以上，得到中涂；
[0018]步骤三、将氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂和氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂固化剂按 配比混合均匀，得到氟碳涂料，将溶剂型聚氨酯树脂和溶剂型聚氨酯树脂固化剂按配比混 合均匀，得到功能涂料，然后将氟碳涂料和功能涂料按配比混合均匀，得到混合涂料，再将 混合涂料静置放置5-15min进行预固化，最后将预固化后的混合涂料经多次涂刷或喷涂在 经打磨、清洗后的中涂上，直至厚度达到0.4-0.8mm，常温固化24h以上，得到功能复合涂层。
[0019] 优选的，步骤二和步骤三中，所述固化时间分别为24-48h。
[0020] 优选的，所述环氧树脂溶剂为质量比1:4的正丁醇和丙酮的混合物或者质量比1:4 的正丁醇和甲苯的混合物。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0022]本发明的功能复合涂层以锌黄底漆与锌黄底漆固化剂为底涂，以环氧树脂、环氧 树脂固化剂、增韧剂和填充剂为中涂，以氟碳涂料与功能涂料为面涂，该复合涂层易于现场 施工，固化后对环境无污染;通过各组分的配合作用，复合涂层在金属基体表面具备优异的 耐腐蚀性，抗摩擦性和抗冲击性，且涂层厚度小，弹性大，能够抗海水高低温交变，在较宽温 域范围内使用，经实验检测，本发明的复合涂层的厚度仅为是现有防腐涂层厚度的三分之 一左右，按照GB/T5210-2006测试正拉伸强度可达至ljl5MPa以上，常温静态海水浸泡实验 l〇〇〇〇h涂层表面无起泡、涂层无脱落，经过0-60°C周期交替实验50个周期（2h-个周期）涂 层表面无起泡、涂层无脱落。
【附图说明】
[0023]图1中，a、b、c分别为实施例1的复合涂层在静态海水中浸泡前、浸泡5000h和浸泡 10000h后的表面形貌。
【具体实施方式】
[0024]为了进一步了解本发明，下面结合【具体实施方式】对本发明的优选实施方案进行描 述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利 要求的限制。
[0025]本发明的功能复合涂层，由从内至外依次排列的底涂、中涂和面涂组成（以功能复 合涂层覆盖的表面为内侧）。
[0026]其中，底涂由质量比为8:1的锌黄底漆与锌黄底漆固化剂组成，厚度为35_65μπι。该 底涂可同时适用于水下浸没部位和水上暴露的部位，适应性广，保证了涂层底涂的统一性。 锌黄底漆固化剂优选为腰果酚改性胺固化剂，可以通过商购获得。
[0027] 中涂由环氧树脂、环氧树脂固化剂、增韧剂和填充剂组成，厚度为0.25-0.45mm。环 氧树脂为环氧树脂E-20、环氧树脂E-44、环氧树脂830中的一种或多种，环氧树脂固化剂为 聚酰胺树脂650、聚酰胺树脂651、聚酰胺树脂650C中的一种或多种，环氧树脂和环氧树脂固 化剂的质量比为(50-55): (30-100)，根据环氧树脂的不同，其优选的环氧树脂固化剂种类 的不同，如环氧树脂为环氧树脂E-44和环氧树脂830的混合物（质量比为1:5)，环氧树脂固 化剂为聚酰胺树脂650C，根据环氧树脂和环氧树脂固化剂种类的不同，环氧树脂和环氧树 脂固化剂优选配比不同，具体根据实验选择，如环氧树脂为环氧树脂E-20,环氧树脂固化剂 为聚酰胺树脂650或聚酰胺树脂651，环氧树脂与环氧树脂固化剂的质量比为1:1。增韧剂为 分子链上具有腈基的端环氧反应型液态丁腈橡胶，增韧剂的质量为环氧树脂和环氧树脂固 化剂总质量的3-8%，本发明选用的增韧剂能够改进环氧树脂固化后脆性大的问题，在增韧 的同时增强中涂对底涂的附着力。填充剂为硅酸盐空心微珠和/或层片状铁氧体材料，填充 剂的质量为环氧树脂和环氧树脂固化剂总质量的30-50%，本发明选用的填充剂能够有效 防止环氧树脂固化后的收缩形变，并进一步加强树脂体系的耐海水腐蚀性能。
[0028] 面涂由质量比为1:1的氟碳涂料和功能涂料组成，厚度为0.4-0.8mm。本发明的氟 碳涂料由质量比为（10-12):1的氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂和氟烯烃-乙烯基醚共聚物树 脂固化剂组成，根据本领域技术人员熟知技术，当氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂确定后，其 相应的固化剂即可以确定，固化剂能够固化氟烯烃-乙烯基醚共聚物树脂，常规选择即可， 一般采用为多元醇改性的亚甲基二异氰酸酯，可通过商购获得。该涂料具有耐候性、耐热 性、耐低温性、耐化学药品性，且具有独特的疏水性、低摩擦性和不粘性。由于氟碳涂料固化 后的硬度太高，所以本发明在体系中加入功能涂料改善其弹