一种抗雷击涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明属于功能纳米涂料制备领域。本发明的抗雷击涂料包括：金属氧化物、镀银铜片和聚合物基体。其主要成分为50～75份低温固化树脂、1～10份金属氧化物、5～15份镀银铜片、30～50份溶剂、0.1～20份分散剂、0.5～3份消泡剂；低温固化树脂是环氧树脂、醇酸树脂、带羟基的丙烯酸树脂和聚氨酯树脂的复合；金属氧化物是氧化锌、氧化铝、氧化钴、氧化锑的复合；分散剂为有机膨润土分散剂、气相二氧化硅或高分子羧酸。本发明的涂料在保留高分子涂料良好的附着力、耐冲击性和稳定性基础上，具备金属氧化物的大电流耐受能力和镀银铜片的优异导热导电能力，从而具备优异的抗雷击性能。该涂料制备的涂层可以用于飞机、油罐及风电叶片等的抗雷击防护。
【专利说明】
一种抗雷击涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于功能纳米涂料制备领域，具体涉及一种抗雷击涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 雷电是常见的自然现象，在地球的大气层中，平均每天发生约800万次闪电。复合 材料因具有优异的比强度和比刚度而越来越被广泛地应用于飞机结构和大型风电叶片结 构。但也因其电磁屏蔽性能的缺失使得复合材料构件更容易遭受雷击。先进复合材料在没 有雷击防护层的情况下，雷击将导致结构失效或大面积破坏(张耀良，韩广才.航空材料学 [M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社，2002.陈雷，张向东，黎华.复合材料风电叶片避雷防 护研究进展.材料开发与应用，2013,107-110.)。传统的复合材料构件的防雷措施是在其表 面蒙上金属蒙皮或者贴上金属条，但是金属蒙皮和金属条会增加复合材料构件本身的重 量，会直接影响飞行器和风电叶片的运行效率。
[0003] 涂料是有机或者无机材料能够涂覆在物件表面性能连续薄膜的材料，在现代科技 和工业领域应用广泛。随着科技的发展，涂料已不仅仅是原来的保护和装饰作用，而是通过 加入一些功能填料得到具有特定功能的功能性涂料。
[0004] 专利CN101984009A发明名称为一种抗雷击导电涂料及其制备方法的专利，将银 粉、醋酸丁酸纤维素酯、分散剂、有机硅树脂、邻苯二甲酸二丁酯及消泡剂混合，再用醋酸丁 酯将其稀释后充分研磨、使填料分散均匀即得到抗雷击导电涂料。但是该方法中仅利用了 金属银粉的导电性能，且金属银价格昂贵，不适用于大面积的涂料使用。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术问题，本发明提出一种新型抗雷击涂料。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] 本发明提供的抗雷击涂料，其组成成分按重量份计包括:50~75份低温固化树脂、 1~10份金属氧化物、5~15份镀银铜片、30~50份溶剂、0.1~20份分散剂和0.5~3份消泡 剂。
[0008] 根据本发明的抗雷击涂料，其中，所述低温固化树脂包括环氧树脂、醇酸树脂和带 羟基的丙烯酸树脂中的一种或几种。
[0009] 根据本发明的抗雷击涂料，其中，所述金属氧化物包括氧化锌、氧化铝、氧化钴和 氧化锑中的一种或几种。
[0010] 根据本发明的抗雷击涂料，其中，所述镀银铜片中银的质量百分比为8%~20%， 作为优选，所述镀银铜片的直径为1 〇~100M1。
[0011] 根据本发明的抗雷击涂料，其中，所述分散剂为有机膨润土分散剂、气相二氧化硅 或高分子羧酸。
[0012] 根据本发明的抗雷击涂料，其中，所述溶剂包括芳香经类、醇类和脂类有机溶剂中 的一种或几种。
[0013] 本发明提供的上述抗雷击涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0014] 将低温固化树脂、金属氧化物、镀银铜片、分散剂和消泡剂按照50~75份低温固化 树脂、1~10份金属氧化物、5~15份镀银铜片、30~50份溶剂、0.1~20份分散剂、0.5~3份 消泡剂的比例混合均匀，制得抗雷击涂料。
[0015] 本发明还提供了上述抗雷击涂料的在非金属复合材料中的应用，具体的应用例如 可以是使用常规的喷涂方法喷涂于非金属复合材料表面进行抗雷击防护，进一步地优选 地，本发明提供一种上述抗雷击涂料的喷涂方法，包括以下步骤：
[0016]向抗雷击涂料中加入涂料质量5 %~20 %的固化剂，混合均勾后将其喷涂于非金 属复合材料表面并固化，得到所述抗雷击涂料涂层。本发明所述的抗雷击涂料适用于本领 域公知任意具有防雷要求的非金属复合材料。
[0017] 根据上述的喷涂方法，其中，所述固化剂可以使用本领域常规的固化剂，例如优选 为胺类固化剂、酸酐类固化剂和异氰酸酯。
[0018] 本发明提供的抗雷击涂料的优点是：
[0019]镀银铜片既保持了银片的良好导电导热性能，又降低了银的用量从而降低了材料 成本；同时引入具有优异耐大电流性能的金属氧化物，两者的协同作用可以大大提高涂料 的耐雷击性能。另外通过不同种类镀银铜片和金属氧化物的优化组合和含量调配可以得到 不同电学性能和耐大电流性能的涂料，从而实现抗雷击涂料的可控制备。
【附图说明】
[0020] 图1为实施例1中使用氧化锌颗粒的扫描电镜照片。
[0021] 图2为实施例2中使用镀银铜片的扫描电镜照片。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并 不限制本发明的范围。
[0023] 实施例1
[0024]将50g环氧树脂、lg氧化锌、10g镀银铜片（银的质量百分比为8%)、30g复合溶剂 (正丁醇）、〇.lg有机膨润土分散剂和〇.5g消泡剂混合均匀得到涂料。其中氧化锌颗粒的扫 描电镜照片见图1中，该氧化锌颗粒为四针状晶须。称取固化剂4.83g加入到上述涂料中，混 合均匀，熟化30分钟。将涂料均匀喷涂在玻璃钢复合材料板上，固化后得到涂层。
[0025] 实施例2
[0026]将15g醇酸树脂、50g带羟基的丙稀酸树脂、5g氧化钴、5g氧化铺、5g镀银铜片(银的 质量百分比为20% )、40g复合溶剂(二甲苯和醋酸甲酯以2:1比例混合）、15g气相二氧化硅 和1.8g消泡剂混合均匀得到涂料。其中镀银铜片的扫描电镜照片见图2中，该镀银铜片直径 约为20~50wii。取固化剂29.36g加入到上述涂料中，混合均匀，熟化30分钟。将涂料均匀喷 涂在玻璃钢复合材料板上，固化后得到涂层。
[0027] 实施例3
[0028]将40g环氧树脂、20g醇酸树脂、15g带羟基的丙稀酸树脂、4g氧化错、5g氧化钴、15g 镀银铜片(银的质量百分比为20% )、50g复合溶剂(异丙醇和正丁醇以1:2比例混合）、20g高 分子羧酸分散剂和3g消泡剂混合均匀得到涂料。称取固化剂34.4g加入到上述涂料中，混合 均匀，熟化30分钟。将涂料均匀喷涂在玻璃钢复合材料板上，固化后得到涂层。
[0029] 实施例4
[0030] 将60g环氧树脂、5g氧化锌、5g氧化铝、10g镀银铜片(银的质量百分比为20%)、40g 复合溶剂(二甲苯和醋酸丙酯醇以5:1比例混合）、10g气相二氧化硅和5g消泡剂混合均匀得 到涂料。称取固化剂6.75g加入到上述涂料中，混合均匀，熟化30分钟。将涂料均匀喷涂在玻 璃钢复合材料板上，固化后得到涂层。
[0031] 实施例5
[0032]将35g环氧树脂、15g醇酸树脂、10g氧化铝、15g镀银铜片（银的质量百分比为 20% )、30g复合溶剂(醋酸乙酯和正丁醇以1:1比例混合）、5g高分子羧酸分散剂和lg消泡剂 混合均匀得到涂料。称取固化剂20.2g加入到上述涂料中，混合均匀，熟化30分钟。将涂料均 匀喷涂在玻璃钢复合材料板上，固化后得到涂层。
[0033]各实施方案得到的涂层附着力、柔韧性、耐大电流冲击性能及电学性能见表1。
[0034]表1实施例中得到的五种涂层综合性能对比
[0036] 由上表可知，各涂层试样的漆膜的附着力、柔韧性较好，其4/10s耐大电流冲击性 能优异。
[0037] 当然，本发明还可以有多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉 本领域的技术人员可根据本发明的公开做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和 变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种抗雷击涂料，其特征在于，所述抗雷击涂料的组成成分按重量份计包括:50~75 份低温固化树脂、1~10份金属氧化物、5~15份镀银铜片、30~50份溶剂、0.1~20份分散剂 和0.5~3份消泡剂。2. 根据权利要求1所述抗雷击涂料，其特征在于，所述低温固化树脂包括环氧树脂、醇 酸树脂和带羟基的丙烯酸树脂中的一种或几种。3. 根据权利要求1所述的抗雷击涂料，其特征在于，所述金属氧化物包括氧化锌、氧化 铝、氧化钴和氧化锑中的一种或几种。4. 根据权利要求1所述的抗雷击涂料，其特征在于，所述镀银铜片中银的质量百分比为 8% ~20%〇5. 根据权利要求1或4所述的抗雷击涂料，其特征在于，所述镀银铜片的直径为10~100 μηι〇6. 根据权利要求1所述的抗雷击涂料，其特征在于，所述溶剂为芳香烃类、醇类和脂类 有机溶剂中的一种或几种。7. 根据权利要求1所述的抗雷击涂料，其特征在于，所述分散剂为有机膨润土分散剂、 气相二氧化硅或高分子羧酸。8. -种权利要求1-7任一所述抗雷击涂料的制备方法，包括以下步骤： 将低温固化树脂、金属氧化物、镀银铜片、溶剂、分散剂和消泡剂按照比例混合均匀，制 得抗雷击涂料。9. 一种权利要求1-7任一所述抗雷击涂料的喷涂方法，包括以下步骤： 向抗雷击涂料中加入涂料质量5%~20%的固化剂，混合均匀后将其喷涂于非金属复 合材料表面并固化，得到所述抗雷击涂料涂层。
【文档编号】C09D167/08GK105820716SQ201610324335
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】滕俊鹏, 肖红梅, 刘玉, 黄贵文, 赵阳
【申请人】中国科学院理化技术研究所