一种飞机用蒙皮面漆及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于保护装饰技术领域，具体涉及一种飞机用蒙皮面漆及其制备方法和应用。


背景技术：

2.飞机外表蒙皮涂层，不仅是飞机的外观装饰材料，而且还是延长飞机使用寿命、保证安全飞行的飞机结构的重要材料。飞机在飞行过程中会遭遇到高空骤冷骤热温差变化和高速气流的强烈冲击，飞机在起飞或降落过程中可能遇到沙石的碰撞等恶劣环境。传统的飞机蒙皮漆一般都具备较好的户外耐候性、一定的防腐蚀性，但普遍存在低温环境下漆膜抗冲击性差的缺点，这就导致遇到空气中的杂质撞击时便会产生裂纹，在裂纹处产生腐蚀现象，因而失去对基材的附着力，造成漆膜脱落。
3.现有的保护装饰涂料主要由丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂及氟碳树脂组成，这类涂料不能满足飞机蒙皮涂料的一些关键性技术指标，如高硬度、良好的韧性、耐冲击性(反冲)及耐高低温循环。因此开发一种漆膜硬度高、韧性、耐冲击性(反冲)、耐高低温循环及耐侯性均表现优良，且具有电磁波吸收性能的飞机蒙皮涂料是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种飞机用蒙皮面漆及其制备方法和应用，用以解决现有飞机蒙皮漆在较低温度环境下坑冲击性能差、硬度低、易出现裂纹等的技术问题。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.本发明公开了一种飞机用蒙皮面漆，包括a组分和b组分，所述a组分和b组分的用量比为(100：10)～(100：20)；
7.所述a组分，以质量备份比计，其成分包括：丙烯酸树脂25％-35％，改性聚酯树脂5％-10％，稀释剂5％-12％，改性石墨烯分散液5％-12％，分散剂0.2％-0.5％，着色颜料15.7％-26％，体质填料16％-30％，催干剂0.2％-2.0％，流平剂0.1％-0.5％，紫外光吸收剂0.5％-2.0％，附着增进剂0.2％-0.8％，消光粉2％-5％；
8.所述改性聚酯包括含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂，所述含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂的用量比为(1：1)～(1.5：1)；所述b组分为固化剂。
9.进一步地，所述石墨烯改性分散液包括：石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯；所述石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯的混合溶液的用量比为(1～3)：(4～6)：(85～91)；所述二甲苯和丁酯的混合溶液中二甲苯和丁酯的用量比为(4～7)：(1～3)。
10.进一步地，所述丙烯酸树脂为羟基丙烯酸树脂；所述稀释剂包括二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯，所述二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的用量比为(5-7)：(0-2)：(1-2)：(0-2)。
11.进一步地，所述分散剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物与聚硅氧烷共聚物的混合溶液或含酸性基团的共聚物溶液，本发明选用byk-p-104s分散剂；所述着色剂为钛白粉、色素炭黑和机柠檬黄中的一种或多种。
12.进一步地，所述体质填料为沉淀硫酸钡和滑石粉；所述催干剂为有机锡催干剂；所述紫外光吸收剂为5151紫外光吸收剂。
13.进一步地，所述附着增进剂为1051附着增进剂；所述固化剂为二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、已二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；所述流平剂为丙烯酸类流平剂、有机硅流平剂；所述消光粉为有机聚合物或经表面处理的无机二氧化硅。
14.本发明还公开了上述飞机用蒙皮面漆的制备方法，包括以下步骤：
15.步骤1：将丙烯酸树脂进行搅拌，并依次加入改性聚酯树脂、稀释剂、改性石墨烯分散液、分散剂、着色颜料和体质填料，搅拌均匀后得到混合浆料；
16.步骤2：研磨混合浆料后，加入催干剂、流平剂、紫外光吸收剂、附着增进剂和消光粉，得到a组分混合浆料；
17.步骤3：在a组分混合浆料中加入固化剂，搅拌过滤后得到一种飞机用蒙皮面漆。
18.进一步地，步骤1中，将丙烯酸树脂进行搅拌，搅拌的速度为500-600转/分钟。
19.进一步地，步骤2中，研磨浆料至浆料的细度分散至20μm以下；步骤3中，搅拌过滤的搅拌速度为900-1200转/分钟；搅拌时间为20-30分钟。
20.本发明还公开了上述飞机用蒙皮面漆的应用，所述飞机用蒙皮面漆用于保护飞机蒙皮。
21.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
22.本发明公开了一种飞机用蒙皮面漆，采用主体丙烯酸树脂和改性聚酯树脂进行合理均衡的混合，所述改性聚酯树脂具有良好的耐候性、抗腐蚀性及柔韧性，并添加改性石墨烯分散液，与其他助剂以及固化剂配套，显著的提高了蒙皮面漆的硬度、耐磨性能、抗冲击性能。
23.进一步地，使用改性的聚酯树脂和主体丙烯酸树脂混合，可以提供优良的耐候性和丰满性；使用改性后的石墨烯分散液，可以提高漆膜硬度、耐磨性及抗冲击性；使用低分子量不饱和多元羧酸聚合物与聚硅氧烷共聚物的混合溶液或含酸性基团的共聚物溶液作为分散剂，可以提高颜填料的润湿分散性，防止漆液浮色发花同时可防止漆液沉淀；使用二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的混合溶液作为稀释剂，可以调整配方漆液的粘度和漆膜干燥的速度；使用脂肪族异氰酸酯作为固化剂，可以提高漆膜丰满度、耐候性和耐介质性。
24.本发明还公开了上述飞机用蒙皮面漆的制备方法，该方法操作简单，使用的试剂经济、环保。
25.本发明还公开了上述飞机用蒙皮面漆在保护飞机蒙皮的应用，本发明制备得到的飞机用蒙皮面漆不但硬度较高，而且漆膜的耐冲击性(包括正、反冲击)达到50cm、漆膜在71℃～-54℃的耐高低温循环达24个循环后，在-53℃下进行弯曲试验，漆膜无开裂、无剥落、无附着力降低现象，符合波音材料规范bms10-60及bms10-72要求。可保证飞机在高空飞行的高低温环境下机身、机翼震动变形下漆膜仍具有优良的韧性。
具体实施方式
26.为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
27.本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
28.本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
29.本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由
……
组成”和“主要由
……
组成”的意思，例如“a包含a”涵盖了“a包含a和其他”和“a仅包含a”的意思。
30.本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
31.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
32.下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
33.实施例1
34.一种飞机用蒙皮面漆的制备方法，包括以下步骤：
35.步骤1：将羟值为3.3的羟基丙烯酸树脂加入到容器中，开启搅拌，在500转/分钟转速下依次加入配方量的改性聚酯树脂、稀释剂、改性石墨烯分散液、分散剂、着色颜料和体质填料，搅拌均匀后得到混合浆料；其中稀释剂为二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯，二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的用量比为6：1：2：1；分散剂为byk-p-104s；着色颜料为钛白粉，色素炭黑和机柠檬黄；体质填料为沉淀硫酸钡和滑石粉；所述改性聚酯包括含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂，所述含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂的用量比为1：1；所述改性石墨烯分散液是用三辊球磨机将石墨烯研磨至5微米以下，然后选用石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯，其中石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯的混合溶液的用量比为1：5：85，述二甲苯和丁酯的混合溶液中二甲苯和丁酯的用量比为4：1；
36.步骤2：将混合浆料用砂磨机进行研磨分散，漆浆细度分散至20μm以下后，将漆浆接入到干净的容器中，加入催干剂、流平剂、紫外光吸收剂、附着增进剂和消光粉和固化剂，搅拌后得到100kg a组分混合浆料；其中催干剂为有机锡催干剂；流平剂为efka-3239；紫外光吸收剂为5151紫外光吸收剂；附着增进剂为1051附着增进剂、消光粉为c906；
37.步骤3：在a组分混合浆料中加入10kg固化剂，在1000转/分钟的搅拌速度下搅拌30分钟，用100目丝绢进行过滤，过滤后得到一种飞机用蒙皮面漆；其中固化剂为脂肪族异氰酸酯；
38.制备得到的飞机用蒙皮面漆的a组分的成分，以质量百分比计，包括：羟基丙烯酸树脂30％，改性聚酯树脂8％，稀释剂7.9％，byk-p-104s 0.5％，石墨烯改性分散液8％；钛白粉20％，色素炭黑0.2％，机柠檬黄0.2％，沉淀硫酸钡10％，滑石粉11％，有机锡催干剂0.2％，efka-3239流平剂0.5％，5151紫外光吸收剂1.0％，1051附着增进剂0.5％，消光粉c9062％。
39.实施例2
40.步骤1：将羟值为3.3的羟基丙烯酸树脂加入到容器中，开启搅拌，在600转/分钟转速下依次加入配方量的改性聚酯树脂、稀释剂、改性石墨烯分散液、分散剂、着色颜料和体质填料，搅拌均匀后得到混合浆料；其中稀释剂为二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯，二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的用量比为5：2：1：2；分散剂为byk-p-104s；着色颜料为钛白粉；体质填料为沉淀硫酸钡和滑石粉；所述改性聚酯包括含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂，所述含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂的用量比为1.5：1；所述改性石墨烯分散液是用三辊球磨机将石墨烯研磨至5微米以下，然后选用石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯，其中石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯的混合溶液的用量比为3：4：85，述二甲苯和丁酯的混合溶液中二甲苯和丁酯的用量比为5：3；
41.步骤2：将混合浆料用砂磨机进行研磨分散，漆浆细度分散至20μm以下后，将漆浆接入到干净的容器中，加入催干剂、流平剂、紫外光吸收剂、附着增进剂和消光粉和固化剂，搅拌后得到80kg a组分混合浆料；其中催干剂为有机锡催干剂；流平剂为byk-358n；紫外光吸收剂为5151紫外光吸收剂；附着增进剂为1051附着增进剂、消光粉为c906；
42.步骤3：在a组分混合浆料中加入16kg固化剂，在1200转/分钟的搅拌速度下搅拌20分钟，用100目丝绢进行过滤，过滤后得到一种飞机用蒙皮面漆；其中固化剂为甲苯二异氰酸酯；
43.制备得到的飞机用蒙皮面漆的a组分的成分，以质量百分比计，包括：羟基丙烯酸树脂35％，改性聚酯树脂5％，稀释剂12％，改性石墨烯分散液5％；byk-p-104s 0.3％，钛白粉15.7％，沉淀硫酸钡14.2％，滑石粉8％，有机锡催干剂2％，efka-3239流平剂0.1％，5151紫外光吸收剂0.5％，1051附着增进剂0.2％，消光粉c9062％。
44.实施例3
45.步骤1：将羟值为3.3的羟基丙烯酸树脂加入到容器中，开启搅拌，在550转/分钟转速下依次加入配方量的改性聚酯树脂、稀释剂、改性石墨烯分散液、分散剂、着色颜料和体质填料，搅拌均匀后得到混合浆料；其中稀释剂为二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯，二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的用量比为7：
1：2：1；分散剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物与聚硅氧烷共聚物的混合溶液；着色颜料为钛白粉；体质填料为沉淀硫酸钡和滑石粉；所述改性聚酯包括含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂，所述含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂的用量比为1：1；所述改性石墨烯分散液是用三辊球磨机将石墨烯研磨至5微米以下，然后选用石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯，其中石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯的混合溶液的用量比为3：4：85，述二甲苯和丁酯的混合溶液中二甲苯和丁酯的用量比为5：3；
46.步骤2：将混合浆料用砂磨机进行研磨分散，漆浆细度分散至20μm以下后，将漆浆接入到干净的容器中，加入催干剂、流平剂、紫外光吸收剂、附着增进剂和消光粉和固化剂，搅拌后得到80kg a组分混合浆料；其中催干剂为有机锡催干剂；流平剂为efka-3239；紫外光吸收剂为5151紫外光吸收剂；附着增进剂为1051附着增进剂、消光粉为c906；
47.步骤3：在a组分混合浆料中加入16kg固化剂，在1200转/分钟的搅拌速度下搅拌20分钟，用100目丝绢进行过滤，过滤后得到一种飞机用蒙皮面漆；其中固化剂为已二异氰酸酯；
48.制备得到的飞机用蒙皮面漆的a组分的成分，以质量百分比计，包括：羟基丙烯酸树脂25％，改性聚酯树脂9.5％，稀释剂5％，改性石墨烯分散液12％；分散剂0.2％，钛白粉26％，沉淀硫酸钡8％，滑石粉8％，有机锡催干剂2％，efka-3239流平剂0.1％，5151紫外光吸收剂2％，1051附着增进剂0.2％，消光粉c9062％。
49.实施例4
50.步骤1：将羟值为3.3的羟基丙烯酸树脂加入到容器中，开启搅拌，在550转/分钟转速下依次加入配方量的改性聚酯树脂、稀释剂、改性石墨烯分散液、分散剂、着色颜料和体质填料，搅拌均匀后得到混合浆料；其中稀释剂为二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯，二甲苯、芳烃溶剂油s100a、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯的用量比为6：2：1：1；分散剂为含酸性基团的共聚物溶液；着色颜料为钛白粉；体质填料为沉淀硫酸钡和滑石粉；所述改性聚酯包括含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂，所述含羟基的聚酯树脂和含有羟基的有机硅树脂的用量比为1.3：1；所述改性石墨烯分散液是用三辊球磨机将石墨烯研磨至5微米以下，然后选用石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯，其中石墨烯粉末、高分子量共聚物的烷基铵盐byk-9076和二甲苯和丁酯的混合溶液的用量比为1：6：91，述二甲苯和丁酯的混合溶液中二甲苯和丁酯的用量比为7：3；
51.步骤2：将混合浆料用砂磨机进行研磨分散，漆浆细度分散至20μm以下后，将漆浆接入到干净的容器中，加入催干剂、流平剂、紫外光吸收剂、附着增进剂和消光粉和固化剂，搅拌后得到80kg a组分混合浆料；其中催干剂为有机锡催干剂；流平剂为丙烯酸类流平剂；紫外光吸收剂为5151紫外光吸收剂；附着增进剂为1051附着增进剂、消光粉为c906；
52.步骤3：在a组分混合浆料中加入16kg固化剂，在1200转/分钟的搅拌速度下搅拌20分钟，用100目丝绢进行过滤，过滤后得到一种飞机用蒙皮面漆；其中固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯；
53.制备得到的飞机用蒙皮面漆的a组分的成分，以质量百分比计，包括：羟基丙烯酸树脂25％，改性聚酯树脂10％，稀释剂5％，改性石墨烯分散液12％；分散剂0.2％，钛白粉
21.8％，沉淀硫酸钡8％，滑石粉8％，有机锡催干剂2％，丙烯酸类流平剂0.1％，5151紫外光吸收剂2％，1051附着增进剂0.8％，消光粉c9065％。
54.对实施例1制备得到的飞机用蒙皮面漆进行性能测试，性能测试的条件为：测试附着力、柔韧性、冲击强度、低温冲击的漆膜在马口铁板上制备，测试光泽的漆膜在玻璃板(90mm
×
120mm
×
2～3mm)上制备，测试打磨性的漆膜在普通低碳钢板(70mm
×
150mm
×
1mm)上制备，耐水性、耐120号航空洗涤汽油、耐rp-3航空燃油、耐15号航空液压油、耐4109航空润滑油、耐热性测试的漆膜均在阳极氧化或化学氧化处理的铝板(75mm
×
150mm
×
1mm)上制备，测试耐盐雾性、耐丝状腐蚀、耐候性的漆膜在阳极氧化或化学氧化处理的铝板(150mm
×
250mm
×
1mm)上制备，涂层厚度25-50μm。干燥7d后测定。用矢量网络分析仪测试2-18ghz频率下涂层的吸波性能。
55.不同性能测试结果如表1所示，由表1可以看出，本发明制备得到的飞机用蒙皮面漆硬度高，漆膜的耐冲击性(包括正、反冲击)达到50cm、漆膜在71℃～-54℃的耐高低温循环达24个循环后，在-53℃下进行弯曲试验，漆膜无开裂、无剥落、无附着力降低现象，符合波音材料规范bms10-60及bms10-72要求。
56.表1飞机用蒙皮面漆的性能测试数据
57.[0058][0059]
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。