電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂料技術(shù)，尤其是電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子信息對抗技術(shù)的發(fā)展，軍事設(shè)施及裝備和武器系統(tǒng)的生存能力都嚴(yán)重受到威脅。隱身技術(shù)作為提高武器作戰(zhàn)效能的有效手段，得到各個(gè)國的高度重視。隱身涂料是方便、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性好的隱身技術(shù)，涂覆在軍事目標(biāo)外表面的吸波材料，在航空航天、軍事裝備上得到了廣泛的應(yīng)用。按照隱身涂料的功能可分為雷達(dá)隱身涂料、紅外隱身涂料、可見光隱身涂料、激光隱身涂料等，其中雷達(dá)隱身涂料占60%以上。目前我國很多隱身涂料綜合性能差，比如抗腐蝕性、抗沖擊性、柔韌性差。納米涂料是將納米材料與表面涂層技術(shù)相結(jié)合制備的一種新型涂料。利用現(xiàn)有的涂層技術(shù)，針對涂層的性能，添加納米材料，就可以獲得納米復(fù)合體系涂料。納米涂料的實(shí)施對象既可以是傳統(tǒng)材料基體，也可以是粉末顆?；蚴抢w維，用于表面修飾、包覆、改性或增添新的特性。納米負(fù)載鎳螺旋碳纖維材料因其具有極好的吸波特性，同時(shí)具有寬頻帶、兼容好、質(zhì)量小和厚度薄等特點(diǎn)，由它制成的涂料在很寬的頻帶范圍內(nèi)可以降低雷達(dá)的探測距離，同時(shí)也有可見光、紅外和聲納隱身作用，因此，本發(fā)明采用納米涂料技術(shù)將水性環(huán)氧防腐涂料作為基體，添加納米負(fù)載鎳螺旋碳纖維材料，獲得具有優(yōu)良綜合性能的水性防腐隱身涂料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料及其制備方法，該涂料不僅具有防腐隱身性能，而且具有環(huán)境生態(tài)友好性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料，所述涂料由甲乙兩種組分按照質(zhì)量配比為1:1構(gòu)成；
[0005]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，甲組分包括以下組分:
[0006]水性環(huán)氧樹脂80?120份；
[0007]消泡劑0.2?0.8份；
[0008]蒸飽水5?15份；
[0009]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，乙組分包括以下組分:
[0010]水性環(huán)氧固化劑20?30份；
[0011]消泡劑0.08?0.15份；
[0012]分散劑I?1.5份；
[0013]超細(xì)滑石粉20?30份；
[0014]磷酸鋅15?30份；
[0015]鐵紅O?20份；
[0016]鈦白粉15?30份；
[0017]螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑15?30份。
[0018]一種電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料，所述涂料由甲乙兩種組分按照質(zhì)量配比為1:1構(gòu)成；
[0019]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，甲組分包括以下組分:
[0020]水性環(huán)氧樹脂100份；
[0021]消泡劑0.5份;
[0022]蒸餾水10份；
[0023]按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，乙組分包括以下組分:
[0024]水性環(huán)氧固化劑25份；
[0025]消泡劑0.1份；
[0026]分散劑1.2份；
[0027]超細(xì)滑石粉25份；
[0028]磷酸鋅20份；
[0029]鐵紅10份；
[0030]鈦白粉20份；
[0031]螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑20份。
[0032]所述水性環(huán)氧樹脂固含量為60%，環(huán)氧當(dāng)量為730。
[0033]所述消泡劑為BYK-018。
[0034]所述分散劑為BYK-190。
[0035]所述水性環(huán)氧固化劑固含量為60%，胺氫當(dāng)量為248。
[0036]所述螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑為具有螺旋結(jié)構(gòu)的鍍鎳螺旋碳纖維。
[0037]一種電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0038](I)螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑制備:
[0039]A、螺旋碳纖維制備，采用臥式爐基板法，以乙炔為碳源，以鎳板為催化劑，PCL3S助催化劑，用化學(xué)氣相生長法制備螺旋形手性碳纖維；工藝參數(shù):反應(yīng)溫度650?700°C，氬氣流量20?40mL/min，乙炔氣流量20?30mL/min，氫氣流量50?70mL/min，PCL3流量
0.03 ?0.05mT ,/mi η ；
[0040]B、配置電鍍液，稱取2.88份NiCL2.6Η20、5.6份檸檬酸鈉、3份(NH4)2SOjP 1.8份NaH2PO2,加去離子水?dāng)嚢柚镣耆芙?，再加入一定量的KOH溶液調(diào)節(jié)pH值至9 ;加熱鍍液至75°C，加入螺旋碳纖維粉末進(jìn)行電鍍，反應(yīng)一定時(shí)候后，將鍍液離心取沉淀，用去離子水反復(fù)清洗沉淀，最后鍍鎳螺旋碳纖維置于干燥箱干燥處理溫度為37°C ;
[0041]C、將實(shí)驗(yàn)制得的鍍鎳螺旋碳纖維粉末在中溫管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，工藝條件為:450°C下保溫I小時(shí)。冷卻后獲得螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑；
[0042](2)按配方量的環(huán)氧樹脂和消泡劑加入攪拌器中，在300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌下，再加入去離子水稀釋，高速分散30分鐘，得到甲組分；
[0043](3)按配方量將固化劑加入備料鍋中，在1000轉(zhuǎn)/分的速度下攪拌，加入消泡劑、分散劑、鈦白粉、超細(xì)滑石粉、磷酸鋅、鐵紅、螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑和適量的去離子水，在高速分散機(jī)上低速分散，然后高速分散。在高剪切力的作用下，砂磨分散直到細(xì)度小于10 μ m，得到乙組分；
[0044](4)施工時(shí)需將所述甲組分、乙組分按配方量質(zhì)量配比為1:1，混合，均勻攪拌，熟化10分鐘后即可使用。
[0045]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明研制的電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料是以水性環(huán)氧樹脂為基料，固化劑為水性環(huán)氧固化劑的環(huán)境友好性防腐隱身涂料，其特點(diǎn)是附著力強(qiáng)，金屬表層除銹要求不高，具有高粘度，高固含量等特征，兩次施工成膜厚度可達(dá)百微米，成本低，生產(chǎn)工藝簡單。
[0046]漆膜中的鋁鎳含量高，在海洋環(huán)境中有效的起到了表面的電化學(xué)保護(hù)功能，特別適用于高溫、高濕的海洋環(huán)境金屬構(gòu)件表面防腐。
[0047]漆膜中含有螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑，具有極好的吸波特性，同時(shí)具有寬頻帶、兼容好、質(zhì)量小和厚度薄等特點(diǎn)，由它制成的涂料在很寬的頻帶范圍內(nèi)可以降低雷達(dá)的探測距離，同時(shí)也有可見光、紅外和聲納隱身作用。在軍事設(shè)施及裝備和武器系統(tǒng)等方面有重要的應(yīng)用前景。
[0048]采用本發(fā)明涂料漆膜厚度100 μ m以上，經(jīng)加速腐蝕模擬試驗(yàn)?zāi)椭行喳}霧時(shí)間:1000小時(shí)以上漆膜不變化。電磁參數(shù)測試顯示，螺旋碳纖維負(fù)載鎳粉末的介電常數(shù)變化不大，磁導(dǎo)率的變化較大磁損耗明顯增強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0049]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易本清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，
[0050]實(shí)施例1
[0051]電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料，其由甲乙兩種組分按照質(zhì)量配比為I:1構(gòu)成，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，甲組分包括以下組分和含量:水性環(huán)氧樹脂100份；消泡劑0.5份；蒸餾水10份。按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，乙組分包括以下組分和含量:水性環(huán)氧固化劑25份；消泡劑0.1份；分散劑1.2份；超細(xì)滑石粉25份；磷酸鋅20份；鐵紅10份；鈦白粉20份；螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑20份。
[0052]電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料的制備方法，步驟包括:
[0053](I)螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑制備，I)螺旋碳纖維制備，采用臥式爐基板法，以乙炔為碳源，以鎳板為催化劑，PCL3為助催化劑，用化學(xué)氣相生長法制備螺旋形手性碳纖維。工藝參數(shù):反應(yīng)溫度650?700°C，氬氣流量20?40mL/min，乙炔氣流量20?30mL/min，氫氣流量50?70mL/min，PCL3流量0.03?0.05mL/min。2)配置電鍍液，稱取2.88份NiCl2.6Η20、5.6份檸檬酸鈉、3份(NH4)2SOjP 1.8份NaH2PO2,加去離子水?dāng)嚢柚镣耆芙?，再加入一定量的KOH溶液調(diào)節(jié)pH值至9 ;加熱鍍液至75°C，加入螺旋碳纖維粉末進(jìn)行電鍍，反應(yīng)一定時(shí)候后，將鍍液離心取沉淀，用去離子水反復(fù)清洗沉淀，最后鍍鎳螺旋碳纖維置于干燥箱干燥處理溫度為37°C。3)將實(shí)驗(yàn)制得的鍍鎳螺旋碳纖維粉末在中溫管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，工藝條件為:450°C下保溫I小時(shí)。冷卻后獲得螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑。
[0054](2)按配方量的環(huán)氧樹脂和消泡劑加入攪拌器中，在300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌下，再加入去離子水稀釋，高速分散30分鐘，得到甲組分。
[0055](3)按配方量將固化劑加入備料鍋中，在1000轉(zhuǎn)/分的速度下攪拌，加入消泡劑、分散劑、鈦白粉、超細(xì)滑石粉、磷酸鋅、鐵紅、螺旋碳纖維負(fù)載鎳吸波劑和適量的去離子水，在高速分散機(jī)上低速分散，然后高速分散。在高剪切力的作用下，砂磨分散直到細(xì)度小于10 μ m，得到乙組分。
[0056](4)施工時(shí)需將所述甲組分、乙組分按配方量質(zhì)量配比為1:1，混合，均勻攪拌，熟化10分鐘后即可使用。
[0057]涂料漆膜測試結(jié)果:耐中性鹽霧時(shí)間:1052小時(shí)。介電損耗:最大吸收峰在9.1GHz,反射率為-21.62dB?？箾_擊強(qiáng)度:52 kg.cm。硬度:2H。柔韌性:1 mm。
[0058]實(shí)施例2
[0059]電鍍法螺旋碳纖維負(fù)載鎳水性防腐隱身涂料，其由甲乙兩種組分按照質(zhì)量配比為I:1構(gòu)成，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，甲組分包括以下組分和含量:水性環(huán)氧樹脂100份；消泡劑0.5份；蒸餾水10份。按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，乙組分包括以下組分和含量:水