一種抗雷擊涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于功能納米涂料制備領域。本發(fā)明的抗雷擊涂料包括:金屬氧化物、鍍銀銅片和聚合物基體。其主要成分為50~75份低溫固化樹脂、1~10份金屬氧化物、5~15份鍍銀銅片、30~50份溶劑、0.1~20份分散劑、0.5~3份消泡劑;低溫固化樹脂是環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、帶羥基的丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂的復合;金屬氧化物是氧化鋅、氧化鋁、氧化鈷、氧化銻的復合;分散劑為有機膨潤土分散劑、氣相二氧化硅或高分子羧酸。本發(fā)明的涂料在保留高分子涂料良好的附著力、耐沖擊性和穩(wěn)定性基礎上,具備金屬氧化物的大電流耐受能力和鍍銀銅片的優(yōu)異導熱導電能力,從而具備優(yōu)異的抗雷擊性能。該涂料制備的涂層可以用于飛機、油罐及風電葉片等的抗雷擊防護。
【專利說明】
一種抗雷擊涂料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于功能納米涂料制備領域,具體涉及一種抗雷擊涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 雷電是常見的自然現(xiàn)象,在地球的大氣層中,平均每天發(fā)生約800萬次閃電。復合 材料因具有優(yōu)異的比強度和比剛度而越來越被廣泛地應用于飛機結(jié)構和大型風電葉片結(jié) 構。但也因其電磁屏蔽性能的缺失使得復合材料構件更容易遭受雷擊。先進復合材料在沒 有雷擊防護層的情況下,雷擊將導致結(jié)構失效或大面積破壞(張耀良,韓廣才.航空材料學 [M].哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,2002.陳雷,張向東,黎華.復合材料風電葉片避雷防 護研究進展.材料開發(fā)與應用,2013,107-110.)。傳統(tǒng)的復合材料構件的防雷措施是在其表 面蒙上金屬蒙皮或者貼上金屬條,但是金屬蒙皮和金屬條會增加復合材料構件本身的重 量,會直接影響飛行器和風電葉片的運行效率。
[0003] 涂料是有機或者無機材料能夠涂覆在物件表面性能連續(xù)薄膜的材料,在現(xiàn)代科技 和工業(yè)領域應用廣泛。隨著科技的發(fā)展,涂料已不僅僅是原來的保護和裝飾作用,而是通過 加入一些功能填料得到具有特定功能的功能性涂料。
[0004] 專利CN101984009A發(fā)明名稱為一種抗雷擊導電涂料及其制備方法的專利,將銀 粉、醋酸丁酸纖維素酯、分散劑、有機硅樹脂、鄰苯二甲酸二丁酯及消泡劑混合,再用醋酸丁 酯將其稀釋后充分研磨、使填料分散均勻即得到抗雷擊導電涂料。但是該方法中僅利用了 金屬銀粉的導電性能,且金屬銀價格昂貴,不適用于大面積的涂料使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對現(xiàn)有技術問題,本發(fā)明提出一種新型抗雷擊涂料。
[0006] 本發(fā)明的技術方案如下:
[0007] 本發(fā)明提供的抗雷擊涂料,其組成成分按重量份計包括:50~75份低溫固化樹脂、 1~10份金屬氧化物、5~15份鍍銀銅片、30~50份溶劑、0.1~20份分散劑和0.5~3份消泡 劑。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的抗雷擊涂料,其中,所述低溫固化樹脂包括環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂和帶 羥基的丙烯酸樹脂中的一種或幾種。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的抗雷擊涂料,其中,所述金屬氧化物包括氧化鋅、氧化鋁、氧化鈷和 氧化銻中的一種或幾種。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的抗雷擊涂料,其中,所述鍍銀銅片中銀的質(zhì)量百分比為8%~20%, 作為優(yōu)選,所述鍍銀銅片的直徑為1 〇~100M1。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的抗雷擊涂料,其中,所述分散劑為有機膨潤土分散劑、氣相二氧化硅 或高分子羧酸。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的抗雷擊涂料,其中,所述溶劑包括芳香經(jīng)類、醇類和脂類有機溶劑中 的一種或幾種。
[0013] 本發(fā)明提供的上述抗雷擊涂料的制備方法,包括以下步驟:
[0014] 將低溫固化樹脂、金屬氧化物、鍍銀銅片、分散劑和消泡劑按照50~75份低溫固化 樹脂、1~10份金屬氧化物、5~15份鍍銀銅片、30~50份溶劑、0.1~20份分散劑、0.5~3份 消泡劑的比例混合均勻,制得抗雷擊涂料。
[0015] 本發(fā)明還提供了上述抗雷擊涂料的在非金屬復合材料中的應用,具體的應用例如 可以是使用常規(guī)的噴涂方法噴涂于非金屬復合材料表面進行抗雷擊防護,進一步地優(yōu)選 地,本發(fā)明提供一種上述抗雷擊涂料的噴涂方法,包括以下步驟:
[0016]向抗雷擊涂料中加入涂料質(zhì)量5 %~20 %的固化劑,混合均勾后將其噴涂于非金 屬復合材料表面并固化,得到所述抗雷擊涂料涂層。本發(fā)明所述的抗雷擊涂料適用于本領 域公知任意具有防雷要求的非金屬復合材料。
[0017] 根據(jù)上述的噴涂方法,其中,所述固化劑可以使用本領域常規(guī)的固化劑,例如優(yōu)選 為胺類固化劑、酸酐類固化劑和異氰酸酯。
[0018] 本發(fā)明提供的抗雷擊涂料的優(yōu)點是:
[0019]鍍銀銅片既保持了銀片的良好導電導熱性能,又降低了銀的用量從而降低了材料 成本;同時引入具有優(yōu)異耐大電流性能的金屬氧化物,兩者的協(xié)同作用可以大大提高涂料 的耐雷擊性能。另外通過不同種類鍍銀銅片和金屬氧化物的優(yōu)化組合和含量調(diào)配可以得到 不同電學性能和耐大電流性能的涂料,從而實現(xiàn)抗雷擊涂料的可控制備。
【附圖說明】
[0020] 圖1為實施例1中使用氧化鋅顆粒的掃描電鏡照片。
[0021] 圖2為實施例2中使用鍍銀銅片的掃描電鏡照片。
【具體實施方式】
[0022] 下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明,這些實施例僅用來說明本發(fā)明,并 不限制本發(fā)明的范圍。
[0023] 實施例1
[0024]將50g環(huán)氧樹脂、lg氧化鋅、10g鍍銀銅片(銀的質(zhì)量百分比為8%)、30g復合溶劑 (正丁醇)、〇.lg有機膨潤土分散劑和〇.5g消泡劑混合均勻得到涂料。其中氧化鋅顆粒的掃 描電鏡照片見圖1中,該氧化鋅顆粒為四針狀晶須。稱取固化劑4.83g加入到上述涂料中,混 合均勻,熟化30分鐘。將涂料均勻噴涂在玻璃鋼復合材料板上,固化后得到涂層。
[0025] 實施例2
[0026]將15g醇酸樹脂、50g帶羥基的丙稀酸樹脂、5g氧化鈷、5g氧化鋪、5g鍍銀銅片(銀的 質(zhì)量百分比為20% )、40g復合溶劑(二甲苯和醋酸甲酯以2:1比例混合)、15g氣相二氧化硅 和1.8g消泡劑混合均勻得到涂料。其中鍍銀銅片的掃描電鏡照片見圖2中,該鍍銀銅片直徑 約為20~50wii。取固化劑29.36g加入到上述涂料中,混合均勻,熟化30分鐘。將涂料均勻噴 涂在玻璃鋼復合材料板上,固化后得到涂層。
[0027] 實施例3
[0028]將40g環(huán)氧樹脂、20g醇酸樹脂、15g帶羥基的丙稀酸樹脂、4g氧化錯、5g氧化鈷、15g 鍍銀銅片(銀的質(zhì)量百分比為20% )、50g復合溶劑(異丙醇和正丁醇以1:2比例混合)、20g高 分子羧酸分散劑和3g消泡劑混合均勻得到涂料。稱取固化劑34.4g加入到上述涂料中,混合 均勻,熟化30分鐘。將涂料均勻噴涂在玻璃鋼復合材料板上,固化后得到涂層。
[0029] 實施例4
[0030] 將60g環(huán)氧樹脂、5g氧化鋅、5g氧化鋁、10g鍍銀銅片(銀的質(zhì)量百分比為20%)、40g 復合溶劑(二甲苯和醋酸丙酯醇以5:1比例混合)、10g氣相二氧化硅和5g消泡劑混合均勻得 到涂料。稱取固化劑6.75g加入到上述涂料中,混合均勻,熟化30分鐘。將涂料均勻噴涂在玻 璃鋼復合材料板上,固化后得到涂層。
[0031] 實施例5
[0032]將35g環(huán)氧樹脂、15g醇酸樹脂、10g氧化鋁、15g鍍銀銅片(銀的質(zhì)量百分比為 20% )、30g復合溶劑(醋酸乙酯和正丁醇以1:1比例混合)、5g高分子羧酸分散劑和lg消泡劑 混合均勻得到涂料。稱取固化劑20.2g加入到上述涂料中,混合均勻,熟化30分鐘。將涂料均 勻噴涂在玻璃鋼復合材料板上,固化后得到涂層。
[0033]各實施方案得到的涂層附著力、柔韌性、耐大電流沖擊性能及電學性能見表1。
[0034]表1實施例中得到的五種涂層綜合性能對比
[0036] 由上表可知,各涂層試樣的漆膜的附著力、柔韌性較好,其4/10s耐大電流沖擊性 能優(yōu)異。
[0037] 當然,本發(fā)明還可以有多種實施例,在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下,熟悉 本領域的技術人員可根據(jù)本發(fā)明的公開做出各種相應的改變和變形,但這些相應的改變和 變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種抗雷擊涂料,其特征在于,所述抗雷擊涂料的組成成分按重量份計包括:50~75 份低溫固化樹脂、1~10份金屬氧化物、5~15份鍍銀銅片、30~50份溶劑、0.1~20份分散劑 和0.5~3份消泡劑。2. 根據(jù)權利要求1所述抗雷擊涂料,其特征在于,所述低溫固化樹脂包括環(huán)氧樹脂、醇 酸樹脂和帶羥基的丙烯酸樹脂中的一種或幾種。3. 根據(jù)權利要求1所述的抗雷擊涂料,其特征在于,所述金屬氧化物包括氧化鋅、氧化 鋁、氧化鈷和氧化銻中的一種或幾種。4. 根據(jù)權利要求1所述的抗雷擊涂料,其特征在于,所述鍍銀銅片中銀的質(zhì)量百分比為 8% ~20%〇5. 根據(jù)權利要求1或4所述的抗雷擊涂料,其特征在于,所述鍍銀銅片的直徑為10~100 μηι〇6. 根據(jù)權利要求1所述的抗雷擊涂料,其特征在于,所述溶劑為芳香烴類、醇類和脂類 有機溶劑中的一種或幾種。7. 根據(jù)權利要求1所述的抗雷擊涂料,其特征在于,所述分散劑為有機膨潤土分散劑、 氣相二氧化硅或高分子羧酸。8. -種權利要求1-7任一所述抗雷擊涂料的制備方法,包括以下步驟: 將低溫固化樹脂、金屬氧化物、鍍銀銅片、溶劑、分散劑和消泡劑按照比例混合均勻,制 得抗雷擊涂料。9. 一種權利要求1-7任一所述抗雷擊涂料的噴涂方法,包括以下步驟: 向抗雷擊涂料中加入涂料質(zhì)量5%~20%的固化劑,混合均勻后將其噴涂于非金屬復 合材料表面并固化,得到所述抗雷擊涂料涂層。
【文檔編號】C09D167/08GK105820716SQ201610324335
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】滕俊鵬, 肖紅梅, 劉玉, 黃貴文, 趙陽
【申請人】中國科學院理化技術研究所