一种涂层及其制备方法与流程

本发明涉及材料领域，更具体地，涉及一种涂层及其制备方法。
背景技术：
：目前，在制备涂层时通常采用高速搅拌机在一个转速下搅拌若干时间，然后过滤，这种方法使得涂料的配方产生较大的偏移，特别在放大效应中会更加明显；在施工阶段多采用一次喷涂，导致涂层厚度、质量严重依赖于施工人员，且不易控制。因此，急需开发一种性能稳定、表面均匀性好的涂层的制备方法。技术实现要素：针对以上问题，本发明提供了一种涂层及其制备方法，在本发明中，通过对铝粉加入树脂之后的不同位置进行分散，提高了基料的分散均匀性，并且润湿剂、分散剂等助剂的加入改善了颜料的表面分布排列，之后流变助剂的加入提高了涂料的流变性，使得制备的涂层性能稳定；此外，粘度的调整以及喷涂过程的控制提高了涂层的表面均匀性。本发明提供了一种制备涂层的方法，包括以下步骤：将铝粉加入树脂中，混合，形成基料；在颜料中加入润湿剂和分散剂，搅拌，形成分散液；在分散液中加入基料，再加入固化剂、流变助剂，搅拌，之后加入稀释剂调整粘度，形成涂料；以及将涂料喷涂在底材上，表干固化，得到涂层。在上述方法中，采用分散机进行混合，其中，混合的步骤具体包括：将分散盘保持在铝粉加入树脂之后并且在混合之前的深度的1/5～1/3之间的位置处以200～400rpm搅拌5～15min；将分散盘保持在深度的1/3～2/3之间的位置处以400～600rpm搅拌15～25min；之后将分散盘保持在深度的2/3～4/5之间的位置处以300～500rpm搅拌2～7min。在上述方法中，采用喷枪进行喷涂，喷枪的压力为2～5bar。在上述方法中，喷涂中的移动所述喷枪的速度为30～50cm/s，重涂率在1/3～2/3之间，两次喷涂之间的间隔为2～5min。在上述方法中，树脂与铝粉的质量比为3～4:1～2。在上述方法中，颜料、润湿剂和分散剂的质量比为:8～12:3.9～5.7:0.1～0.3。在上述方法中，基料、分散液、固化剂、流变助剂和稀释剂的质量比为：40～60:4～6:4～8:0.1～0.3:6～10。在上述方法中，粘度调整为15～18s。在上述方法中，树脂包括聚氨酯树脂。在上述方法中，颜料包括硅藻土、滑石粉、碳酸钙和云母粉的一种或多种；润湿剂包括乙酸丁酯、二甲苯、有机硅表面活性剂的一种或多种；分散剂包括efka4010(荷兰埃夫卡)、winsperse3140(维波斯新材料(维坊)有限公司)、tego670(迪高)、tego700(迪高)、byk-118(德国毕克)和byk-2155(德国毕克)中的一种或两种。在上述方法中，固化剂包括聚氨酯固化剂；稀释剂包括甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯和二甲苯的一种或多种；流变助剂包括tego370(迪高)、tego300(迪高)、byk-333(德国毕克)、byk-354(德国毕克)和byk-306(德国毕克)的一种或多种。本发明还提供了一种根据上述方法制备的涂层。根据本发明提供的方法，提高了涂层的稳定性和表面均匀性，涂层的附着力高达5.0mpa，表面均匀性高达92.7％，并且颜料和助剂的选择使得涂层的发射率均小于0.20。附图说明图1是铝粉加入树脂之后的混合示意图。具体实施方式下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。本发明通过将铝粉加入聚氨酯树脂中，采用分散机进行混合，其中，混合的具体步骤为：将分散盘保持在铝粉加入树脂之后的深度的1/5～1/3之间的位置处以200～400rpm搅拌5～15min；将分散盘保持在该深度的1/3～2/3之间的位置处以400～600rpm搅拌15～25min；之后将分散盘保持在该深度的2/3～4/5之间的位置处以300～500rpm搅拌2～7min；形成基料，将基料密封静置20～28h，备用，按配比添加原料时重复上述过程；其中，聚氨酯树脂与铝粉的质量比为3～4:1～2。在颜料中加入润湿剂和分散剂，500～700rpm搅拌20～40min，形成分散液；其中，颜料包括硅藻土、滑石粉、碳酸钙和云母粉的一种或多种；润湿剂包括乙酸丁酯、二甲苯、有机硅表面活性剂的一种或多种；分散剂包括efka4010、winsperse3140、tego670、tego700、byk-118和byk-2155中的一种或多种；以及颜料、润湿剂和分散剂的质量比为:8～12:3.9～5.7:0.1～0.3。在分散液中加入基料，400～600rpm搅拌5～10min，再加入固化剂，400～600rpm搅拌5～10min，加入流变助剂，400～600rpm搅拌均匀，之后加入稀释剂调整粘度在15～18s之间，形成涂料；其中，固化剂包括聚氨酯固化剂；稀释剂包括甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯和二甲苯的一种或两种；流变助剂包括tego370、tego300、byk-333、byk-354和byk-306的一种或多种；以及基料、分散液、固化剂、流变助剂和稀释剂的质量比为：40～60:4～6:4～8:0.1～0.3:6～10。用无水乙醇将底材擦拭干净，并且用喷枪吹扫灰尘，将喷枪的参数调节为：压力为2～5bar，进料速度调节为最大然后回旋1～2圈，雾幅调节为最大然后回旋1/3～2/3圈，气流速度调节为最大然后回旋1/2～3/2圈。调节依据为：一，气流速度调节以喷枪气流所发出的声音出现渐变为截止点；二，雾幅调节以喷出的雾幅最大且分布均匀；三，进料速度的调节以不出现过雾化为准。调整好喷枪后，将涂料喷涂在干净的底材上，喷涂中的移动喷枪的速度为30～50cm/s，控制喷涂的涂层尽量薄但充分润湿，重涂率在1/3～2/3之间，每次喷涂之间间隔2～5min；之后常温下表干固化10～14h，得到涂层。实施例1各个材料的含量见下表：制备方法包括以下步骤：将铝粉加入聚氨酯树脂中，采用分散机进行混合，具体步骤为：将分散盘保持在铝粉加入树脂之后的深度的1/5～1/3之间的位置处以300rpm搅拌10min；将分散盘保持在该深度的1/3～2/3之间的位置处以500rpm搅拌20min；之后将分散盘保持在该深度的2/3～4/5之间的位置处以400rpm搅拌5min；形成基料，将基料密封静置24h，备用；在硅藻土中加入有机硅表面活性剂、乙酸丁酯和分散剂efka4010，搅拌，形成分散液；在分散液中加入基料，搅拌，再加入14份聚氨酯固化剂，搅拌，加入0.6份流变助剂byk-333，搅拌均匀，之后加入25份稀释剂甲苯调整粘度为15s，形成涂料；用无水乙醇将底材擦拭干净，并且用喷枪吹扫灰尘，将喷枪的参数调节为：压力为3bar，进料速度调节为最大然后回旋2/3圈，雾幅调节为最大然后回旋1/2圈，气流速度调节为最大然后回旋1圈；调整好喷枪后，将涂料喷涂在干净的底材上，喷涂中的移动喷枪的速度为40cm/s，控制喷涂的涂层尽量薄但充分润湿，重涂率在1/3～2/3之间，每次喷涂之间间隔2min，喷涂2次，之后常温下表干固化12h，得到涂层。实施例2各个材料的含量见下表：制备方法包括以下步骤：将铝粉加入聚氨酯树脂中，采用分散机进行混合，具体步骤为：将分散盘保持在铝粉加入树脂之后的深度的1/5～1/3之间的位置处以200rpm搅拌15min；将分散盘保持在该深度的1/3～2/3之间的位置处以400rpm搅拌25min；之后将分散盘保持在该深度的2/3～4/5之间的位置处以300rpm搅拌7min；形成基料，将基料密封静置20h，备用；在滑石粉中加入有机硅表面活性剂和分散剂winsperse3140，搅拌，形成分散液；在分散液中加入基料，搅拌，再加入12份聚氨酯固化剂，搅拌，加入0.3份流变助剂byk-333，搅拌均匀，之后加入18份稀释剂二甲苯调整粘度为18s，形成涂料；用无水乙醇将底材擦拭干净，并且用喷枪吹扫灰尘，将喷枪的参数调节为：压力为2bar，进料速度调节为最大然后回旋1圈，雾幅调节为最大然后回旋1/3圈，气流速度调节为最大然后回旋1/2圈；调整好喷枪后，将涂料喷涂在干净的底材上，喷涂中的移动喷枪的速度为30cm/s，控制喷涂的涂层尽量薄但充分润湿，重涂率在1/3～2/3之间，每次喷涂之间间隔3min，喷涂3次，之后常温下表干固化10h，得到涂层。实施例3各个材料的含量见下表：制备方法包括以下步骤：将铝粉加入聚氨酯树脂中，采用分散机进行混合，具体步骤为：将分散盘保持在铝粉加入树脂之后的深度的1/5～1/3之间的位置处以400rpm搅拌5min；将分散盘保持在该深度的1/3～2/3之间的位置处以600rpm搅拌15min；之后将分散盘保持在该深度的2/3～4/5之间的位置处以500rpm搅拌2min；形成基料，将基料密封静置28h，备用；在碳酸钙中加入乙酸丁酯和分散剂(tego670和tego700)，搅拌，形成分散液；在分散液中加入基料，搅拌，再加入24份聚氨酯固化剂，搅拌，加入0.9份流变助剂byk-354和byk-306，搅拌均匀，之后加入30份稀释剂乙酸乙酯调整粘度为16s，形成涂料；用无水乙醇将底材擦拭干净，并且用喷枪吹扫灰尘，将喷枪的参数调节为：压力为5bar，进料速度调节为最大然后回旋2圈，雾幅调节为最大然后回旋2/3圈，气流速度调节为最大然后回旋3/2圈；调整好喷枪后，将涂料喷涂在干净的底材上，喷涂中的移动喷枪的速度为50cm/s，控制喷涂的涂层尽量薄但充分润湿，重涂率在1/3～2/3之间，每次喷涂之间间隔5min，喷涂2次，之后常温下表干固化14h，得到涂层。实施例4各个材料的含量见下表：制备方法包括以下步骤：将铝粉加入聚氨酯树脂中，采用分散机进行混合，具体步骤为：将分散盘保持在铝粉加入树脂之后的深度的1/5～1/3之间的位置处以260rpm搅拌12min；将分散盘保持在该深度的1/3～2/3之间的位置处以550rpm搅拌20min；之后将分散盘保持在该深度的2/3～4/5之间的位置处以450rpm搅拌6min；形成基料，将基料密封静置26h，备用；在云母粉中加入有机硅表面活性剂和分散剂(byk-118和byk-2155)，搅拌，形成分散液；在分散液中加入基料，搅拌，再加入16份聚氨酯固化剂，搅拌，加入0.6份流变助剂(tego370和tego300)，搅拌均匀，之后加入25份稀释剂乙酸丁酯调整粘度为16s，形成涂料；用无水乙醇将底材擦拭干净，并且用喷枪吹扫灰尘，将喷枪的参数调节为：压力为4bar，进料速度调节为最大然后回旋3/2圈，雾幅调节为最大然后回旋2/3圈，气流速度调节为最大然后回旋3/2圈；调整好喷枪后，将涂料喷涂在干净的底材上，喷涂中的移动喷枪的速度为45cm/s，控制喷涂的涂层尽量薄但充分润湿，重涂率在1/3～2/3之间，每次喷涂之间间隔4min，喷涂2次，之后常温下表干固化12h，得到涂层。实施例5各个材料的含量见下表：制备方法包括以下步骤：将铝粉加入聚氨酯树脂中，采用分散机进行混合，具体步骤为：将分散盘保持在铝粉加入树脂之后的深度的1/5～1/3之间的位置处以250rpm搅拌10min；将分散盘保持在该深度的1/3～2/3之间的位置处以500rpm搅拌20min；之后将分散盘保持在该深度的2/3～4/5之间的位置处以400rpm搅拌4min；形成基料，将基料密封静置26h，备用；在硅藻土中加入乙酸丁酯和分散剂efka4010，搅拌，形成分散液；在分散液中加入基料，搅拌，再加入18份聚氨酯固化剂，搅拌，加入0.6份流变助剂byk-306，搅拌均匀，之后加入20份稀释剂甲苯调整粘度为16s，形成涂料；用无水乙醇将底材擦拭干净，并且用喷枪吹扫灰尘，将喷枪的参数调节为：压力为4bar，进料速度调节为最大然后回旋3/2圈，雾幅调节为最大然后回旋2/3圈，气流速度调节为最大然后回旋3/2圈；调整好喷枪后，将涂料喷涂在干净的底材上，喷涂中的移动喷枪的速度为45cm/s，控制喷涂的涂层尽量薄但充分润湿，重涂率在1/3～2/3之间，每次喷涂之间间隔4min，喷涂2次，之后常温下表干固化12h，得到涂层。实施例6各个材料的含量见下表：制备方法包括以下步骤：将铝粉加入聚氨酯树脂中，采用分散机进行混合，具体步骤为：将分散盘保持在铝粉加入树脂之后的深度的1/5～1/3之间的位置处以220rpm搅拌8min；将分散盘保持在该深度的1/3～2/3之间的位置处以460rpm搅拌16min；之后将分散盘保持在该深度的2/3～4/5之间的位置处以350rpm搅拌5min；形成基料，将基料密封静置26h，备用；在硅藻土中加入乙酸丁酯、有机硅表面活性剂和分散剂efka4010，搅拌，形成分散液；在分散液中加入基料，搅拌，再加入22份聚氨酯固化剂，搅拌，加入0.5份流变助剂byk-333，搅拌均匀，之后加入25份稀释剂甲苯调整粘度为17s，形成涂料；用无水乙醇将底材擦拭干净，并且用喷枪吹扫灰尘，将喷枪的参数调节为：压力为3bar，进料速度调节为最大然后回旋2圈，雾幅调节为最大然后回旋2/3圈，气流速度调节为最大然后回旋3/2圈；调整好喷枪后，将涂料喷涂在干净的底材上，喷涂中的移动喷枪的速度为45cm/s，控制喷涂的涂层尽量薄但充分润湿，重涂率在1/3～2/3之间，每次喷涂之间间隔3min，喷涂2次，之后常温下表干固化14h，得到涂层。以上份数均为质量份。采用本领域中常用的积分球法测涂层的发射率，用本领域中常用的拉脱法测试涂层附着力，通过本领域中常用的方法用热像仪检测涂层表面均匀性，实施例1～实施例6的测试结果见下表1：表1实施例发射率附着力/mpa表面均匀性(％)实施例10.115.091.5实施例20.134.590.2实施例30.154.992.7实施例40.184.291.3实施例50.204.592.0实施例60.194.791.8由表1可以看出，本发明通过对树脂和铝粉进行分阶段分散，使得该溶液分散更彻底，提高了基料的分散均匀性，并且加了润湿剂、分散剂等助剂，有效地改善了颜料的表面分布排列，之后流变助剂的加入提高了涂料的流变性，使得制备的涂层性能稳定，发射率均小于0.20，附着力高达5.0mpa；此外，粘度的调整以及喷涂过程的控制提高了涂层的表面均匀性，使得涂层的表面均匀性高达92.7％，有效提高了涂层性能，实现了涂层的批次稳定性。综上，通过本发明的方法制备的涂层性能稳定、表面均匀性好且发射率均小于0.2，能够应用于红外低辐射涂层、雷达吸波涂层以及其它需要梯度控制的涂层体系。本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。当前第1页12