本发明属于涂料领域，涉及一种用于钛合金表面绝缘保护层的绝缘涂料。
背景技术：
现有钛合金具有密度小、比强度高、无磁性、无毒、耐腐蚀性强等优点，在航空、航天、化工、石油、轻工、冶金、发电等众多领域中获得日益广泛的应用，是具有发展前景的新型结构材料。在实际使用中，出于性能、成本等因素的考虑，钛合金或多或少都要与其它的异种金属接触使用，但钛合金属于高电位金属，在与其它低电位金属接触使用中，如铝、钢材等，极易引起低电位金属的电偶腐蚀。因此在许多实际情况下，需对钛合金进行绝缘保护，相比钛合金的阳极氧化和微弧氧化，涂覆绝缘性有机涂料是一种比较简单有效的方法。
由于钛金属活性大，暴露在含氧介质中钛金属会很快被氧化，迅速形成一层致密的氧化钛惰性膜，这层氧化钛惰性膜的表面能极低，并且坚硬光滑，常规机械打磨的涂装前处理方式难于清除，因此在使用简单的机械打磨方式处理的钛合金表面，涂覆常规的有机涂层时，有机涂层的附着力很差，极易脱落。因此，制备与钛合金具有高结合强度的绝缘涂料具有重大的意义。
cn103571301a公开了一种用于钛合金表面绝缘保护层的高结合强度绝缘涂料，其由高结合强度绝缘涂料和涂料固化剂两组份组成，且涂料固化剂选用聚酰胺类固化剂，高结合强度绝缘涂料，由成膜树脂、增韧改性剂、附力促进剂、消泡剂、流平剂、有机土、气相二氧化硅、常规着色颜填料和常规有机溶剂组成，该增韧改性剂是丁腈橡胶、环氧树脂混合物与三苯基磷的反应产物；按配比将高结合强度绝缘涂料与涂料固化剂混合均匀，采用喷涂、刷涂或滚涂等方式，施涂于钛合金表面，室温干燥固化7天，即在钛合金表面获得高结合强度绝缘保护涂膜，涂膜厚度50μm时，膜层与钛合金基材的结合强度≥13mpa，绝缘电阻≥1011ω，能有效实现钛合金的绝缘保护，但是该力学性能在实际应用中仍不能满足需求，有待进一步提高。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于钛合金表面绝缘保护层的绝缘涂料，尤其是一种具有优良力学性能的绝缘涂料，从而有效解决钛合金表面的绝缘以及高强度保护问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供一种用于钛合金表面绝缘保护的绝缘涂料，由高结合强度绝缘涂料和涂料固化剂两组份组成，按质量计，其高结合强度绝缘涂料为100份，固化剂为15～20份，按所述配比，将高结合强度绝缘涂料与涂料固化剂混合均匀，采用喷涂、刷涂或滚涂等方式，施涂于钛合金表面，即在钛合金表面获得高结合强度绝缘保护涂层，所述涂料固化剂选用聚酰胺类固化剂，所述高结合强度绝缘涂料，其按质量计组分配方如下：
成膜树脂：
双酚a型环氧树脂70～90份；
基团改性剂：
羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液30～50份；
增韧改性剂：
丁腈橡胶、环氧树脂混合物与三苯基磷的反应产物20～40份；
附着力促进剂：
氨基硅烷偶联剂或环氧基团硅烷偶联剂3～8份；
消泡剂：
改性聚硅氧烷、聚醚、或高级醇类消泡剂0.3～0.8份；
流平剂：
本发明中，所述基团改性剂为羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液，其重量份为30～50份，例如为30份、32份、35份、38份、40份、42份、44份、46份、48份或50份等。
优选地，所述羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液是将羟基磷灰石和环糊精分散到二甲基砜中，以1000rpm的转速球磨24～48h得到的。所述球磨时间例如为24h、26h、30h、32h、33h、35h、36h、37h、39h、40h、42h、42.5h、45h、46h或48h等。
优选地，所述羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液中羟基磷灰石的浓度为3～5mol/l，例如为3mol/l、3.2mol/l、3.5mol/l、3.6mol/l、3.8mol/l、4.0mol/l、4.1mol/l、4.3mol/l、4.5mol/l、4.75mol/l、4.8mol/l、4.9mol/l或5mol/l等。
进一步优选地，所述羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液中羟基磷灰石的浓度为4mol/l。
优选地，所述羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液中环糊精的浓度为8～10mo/l，例如为8mol/l、8.2mol/l、8.4mol/l、8.5mol/l、8.6mol/l、8.7mol/l、8.8mol/l、9mol/l、9.2mol/l、9.5mol/l、9.8mol/l或10mol/l等。
本发明的增韧改性剂中，所述“丁腈橡胶、环氧树脂混合物”指：丁腈橡胶和环氧树脂的混合物。
优选地，所述丁腈橡胶、环氧树脂混合物中，丁腈橡胶与环氧树脂的比为30～50︰50～60。
优选地，所述增韧改性剂中，丁腈橡胶、环氧树脂混合物与三苯基磷之比为80～110︰0.2～0.6。
优选地，所述流平剂为：
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的用于钛合金表面绝缘保护的绝缘涂料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按配比将成膜树脂、基团改性剂、常规有机溶剂和增韧改性剂加入到分散罐中，高速搅拌分散均匀；
(2)将步骤(1)的混合物和附着力促进剂、消泡剂、流平剂、有机土、气相二氧化硅、常规着色颜填料加入到磨漆罐中，高速搅拌研磨至细度小于等于45μm，制得钛合金表面用高结合强度绝缘组分；
(3)按质量计，根据步骤(2)制备的高结合强度绝缘涂料的总量，按高结合强度绝缘组分：涂料固化剂为100：15～20份的比例，准备聚酰胺类固化剂。
优选地，增韧改性剂的制备步骤为：
(1)按质量计，将丁腈橡胶︰环氧树脂为30～50︰50～60的丁腈橡胶、环氧树脂混合物，加热至80℃，搅拌均匀，得到增韧改性剂混合物；
(2)按质量计，在步骤(1)得到的增韧改性剂混合物中，按丁腈橡胶、环氧树脂混合物︰三苯基磷为80～110︰0.2～0.6的比例，逐步加入三苯基磷，加热至120℃，反应4h，冷却，得到反应产物。
第三方面，本发明提供如第一方面所述的用于钛合金表面绝缘保护的绝缘涂料的使用方法，具体为：
根据质量计配比，将高结合强度绝缘涂料与涂料固化剂混合均匀，采用喷涂、刷涂和滚涂等方式，施涂于钛合金表面，室温干燥固化7天后即在钛合金表面获得高结合强度绝缘保护涂层。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明以羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液作为基团改性剂，其中的官能团与反应物中的环氧树脂和羧基等基团发生协同促进作用，协同改善界面结合力、涂料在使用过程中的附着力以及耐水性和耐磨性，本发明得到的用于钛合金表面绝缘保护的绝缘涂料的综合性能非常好，而且，本发明通过对配方的调整，可以在较低的固化剂使用量条件下得到高性能的绝缘涂料，降低了成本。
(2)本发明所述的钛合金表面用绝缘涂料使用具有优异介电性能的改性环氧树脂为主要成膜树脂，涂料配方中使用的填料也具有较高的介电常数，而使涂料成膜物具有优异的绝缘电阻。
(3)本发明所述的钛合金表面用高结合强度绝缘涂料成膜后，涂膜厚度为50μm时，其与钛合金基材的结合强度≥40mpa，绝缘电阻≥5×1012ω，能有效实现钛合金的绝缘保护。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
1)、制备增韧改性剂：
将质量组成丁腈橡胶ctbn30份、环氧树脂e5140份混合，加热至80℃，搅拌均匀；在搅拌均匀的混合物中，加入0.2份三苯基磷，加热至120℃，反应4h，冷却，得到增韧改性剂。
2)、制备基团改性剂：
将羟基磷灰石和环糊精分散到二甲基砜中，以1000rpm的转速球磨24h得到的羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液(其中，羟基磷灰石的浓度为3mol/l；环糊精的浓度为10mo/l)，即基团改性剂。
3)、制备钛合金表面用高结合强度绝缘涂料：
按比例将双酚a环氧树脂6101成膜树脂60份，基团改性剂50份、上述增韧改性剂20份，环氧基团硅烷偶联剂kh-560附着力促进剂3份，改性聚硅氧烷defom5500消泡剂0.3份，丙烯酸酯共聚物levelol495流平剂0.5份，有机土3份，气相二氧化硅2份，氧化铁红颜料50份，溶剂是由二甲苯与丁醇以6︰4体积比混合的混合物10份，混合均匀制成钛合金表面用高结合强度绝缘涂料；
使用时，按质量计组成,在100份钛合金表面用高结合强度绝缘涂料中加入20份聚酰胺固化剂651涂料固化剂，混合均匀后，采用喷涂、刷涂和滚涂等方式涂装即可。
涂膜固化干燥后，与钛合金基材的结合强度可达41.83mpa，绝缘电阻可达5.2×1012ω，能有效实现钛合金的绝缘保护。
实施例2：
1)、制备增韧改性剂：
将质量组成丁腈橡胶ctbn50份、环氧树脂e5160份混合，加热至80℃，搅拌均匀；在搅拌均匀的混合物中加入0.6份三苯基磷，加热至120℃，反应4h，冷却，得到增韧改性剂。
2)、制备基团改性剂：
将羟基磷灰石和环糊精分散到二甲基砜中，以1000rpm的转速球磨48h得到的羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液(其中，羟基磷灰石的浓度为5mol/l；环糊精的浓度为8mo/l)，即基团改性剂。
3)、制备钛合金表面用高结合强度绝缘涂料漆料：
按比例将双酚a环氧树脂6101成膜树脂90份，基团改性剂30份、按上述制备的增韧改性剂40份，氨基硅烷偶联剂kh-550附着力促进剂8份，改性聚硅氧烷defom5500消泡剂0.8份，丙烯酸酯共聚物levelol495流平剂，1份，有机土8份，气相二氧化硅6份，氧化铁红颜料70份，溶剂是由二甲苯与丁醇以6︰4体积比混合的混合溶剂40份，混合均匀制成钛合金表面用高结合强度绝缘涂料。
使用时，按质量计组成，在100份钛合金表面用高结合强度绝缘涂料中加入16份聚酰胺固化剂651涂料固化剂，混合均匀后，采用喷涂、刷涂和滚涂等方式涂装即可。
漆膜固化干燥后，与钛合金基材的结合强度可达43.56mpa，绝缘电阻可达6.3×1012ω，能有效实现钛合金的绝缘保护。
实施例3：
1)、制备增韧改性剂：
将质量组成丁腈橡胶ctbn40份、环氧树脂e5155份混合，加热至80℃，搅拌均匀；在搅拌均匀的混合物中加入0.5份三苯基磷，加热至120℃，反应4h，冷却，得到增韧改性剂。
2)制备基团改性剂：
将羟基磷灰石和环糊精分散到二甲基砜中，以1000rpm的转速球磨36h得到的羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液(其中，羟基磷灰石的浓度为4mol/l；环糊精的浓度为8.5mo/l)，即基团改性剂。
3)、制备钛合金表面用高结合强度绝缘涂料漆料的：
按比例将双酚a环氧树脂6101成膜树脂70份，基团改性剂40份、上述增韧改性剂30份，氨基硅烷偶联剂kh-550附着力促进剂5份，改性聚硅氧烷defom5500消泡剂0.6份，丙烯酸酯共聚物levelol495流平剂0.7份，有机土6份，气相二氧化硅4份，氧化铁红颜料60份，溶剂是由二甲苯与丁醇以6︰4体积比混合的混合溶剂20份，混合均匀制成用于钛合金表面高结合强度绝缘涂料。
使用时，按质量计组成，在100份钛合金表面用高结合强度绝缘涂料中，加入20份聚酰胺固化剂651涂料固化剂，混合均匀后，采用喷涂、刷涂和滚涂等方式涂装即可。
漆膜固化干燥后，与钛合金基材的结合强度可达47.55mpa，绝缘电阻可达7.7×1012ω，能有效实现钛合金的绝缘保护。
实施例4：
1)、制备增韧改性剂：
将质量组成丁腈橡胶ctbn33份、环氧树脂e5140份混合，加热至70℃，搅拌均匀；在搅拌均匀的混合物中，加入0.5份三苯基磷，加热至115℃，反应5h，冷却，得到增韧改性剂。
2)、制备基团改性剂：
将羟基磷灰石和环糊精分散到二甲基砜中，以1000rpm的转速球磨38h得到的羟基磷灰石的环糊精二甲基砜溶液(其中，羟基磷灰石的浓度为3.5mol/l；环糊精的浓度为9mo/l)，即基团改性剂。
3)、制备钛合金表面用高结合强度绝缘涂料：
按比例将双酚a环氧树脂6101成膜树脂85份，基团改性剂38份、上述增韧改性剂36份，环氧基团硅烷偶联剂kh-560附着力促进剂4份，聚醚消泡剂0.5份，丙烯酸酯共聚物levelol495流平剂0.5份，有机土8份，气相二氧化硅4份，氧化铁红颜料60份，溶剂是由二甲苯与丁醇以6︰4体积比混合的混合物15份，混合均匀制成钛合金表面用高结合强度绝缘涂料；
使用时，按质量计组成,在100份钛合金表面用高结合强度绝缘涂料中加入15份聚酰胺固化剂651涂料固化剂，混合均匀后，采用喷涂、刷涂和滚涂等方式涂装即可。
涂膜固化干燥后，与钛合金基材的结合强度可达43.13mpa，绝缘电阻可达5.1×1012ω，能有效实现钛合金的绝缘保护。
对比例1
除不添加基团改性剂外，其他制备方法和条件与实施例1相同，得到绝缘涂料。
绝缘涂料的使用方法与实施例1相同。
涂膜固化干燥后，与钛合金基材的结合强度可达18.78mpa，绝缘电阻可达1.5×1011ω，结合强度较差，不能满足实际中的有效保护要求。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。