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(lǐng)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(fù)合；金屬氧化物是氧化鋅、氧化鋁、氧化鈷、氧化銻的復(fù)合；分散劑為有機(jī)膨潤(rùn)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(chǔ)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(dǎo)熱導(dǎo)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(jī)、油罐及風(fēng)電葉片等的抗雷擊防護(hù)。
【專利說明】
一種抗雷擊涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于功能納米涂料制備領(lǐng)域，具體涉及一種抗雷擊涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[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(fù)合 材料因具有優(yōu)異的比強(qiáng)度和比剛度而越來越被廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)和大型風(fēng)電葉片結(jié) 構(gòu)。但也因其電磁屏蔽性能的缺失使得復(fù)合材料構(gòu)件更容易遭受雷擊。先進(jìn)復(fù)合材料在沒 有雷擊防護(hù)層的情況下，雷擊將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效或大面積破壞(張耀良，韓廣才.航空材料學(xué) [M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社，2002.陳雷，張向東，黎華.復(fù)合材料風(fēng)電葉片避雷防 護(hù)研究進(jìn)展.材料開發(fā)與應(yīng)用，2013,107-110.)。傳統(tǒng)的復(fù)合材料構(gòu)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(huì)增加復(fù)合材料構(gòu)件本身的重 量，會(huì)直接影響飛行器和風(fēng)電葉片的運(yùn)行效率。
[0003] 涂料是有機(jī)或者無機(jī)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(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著科技的發(fā)展，涂料已不僅僅是原來的保護(hù)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(dǎo)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(jī)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(dǎo)電涂料。但是該方法中僅利用了 金屬銀粉的導(dǎo)電性能，且金屬銀價(jià)格昂貴，不適用于大面積的涂料使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)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(shù)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(jì)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(jī)膨潤(rùn)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(jī)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(fù)合材料中的應(yīng)用，具體的應(yīng)用例如 可以是使用常規(guī)的噴涂方法噴涂于非金屬復(fù)合材料表面進(jìn)行抗雷擊防護(hù)，進(jìn)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(fù)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(lǐng) 域公知任意具有防雷要求的非金屬復(fù)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(lǐng)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(diǎn)是：
[0019]鍍銀銅片既保持了銀片的良好導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，又降低了銀的用量從而降低了材料 成本；同時(shí)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(xué)性能和耐大電流性能的涂料，從而實(shí)現(xiàn)抗雷擊涂料的可控制備。
【附圖說明】
[0020] 圖1為實(shí)施例1中使用氧化鋅顆粒的掃描電鏡照片。
[0021] 圖2為實(shí)施例2中使用鍍銀銅片的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這些實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明，并 不限制本發(fā)明的范圍。
[0023] 實(shí)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(fù)合溶劑 (正丁醇）、〇.lg有機(jī)膨潤(rùn)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(fù)合材料板上，固化后得到涂層。
[0025] 實(shí)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(fù)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(fù)合材料板上，固化后得到涂層。
[0027] 實(shí)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(cuò)、5g氧化鈷、15g 鍍銀銅片(銀的質(zhì)量百分比為20% )、50g復(fù)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(fù)合材料板上，固化后得到涂層。
[0029] 實(shí)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(fù)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(fù)合材料板上，固化后得到涂層。
[0031] 實(shí)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(fù)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(fù)合材料板上，固化后得到涂層。
[0033]各實(shí)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(xué)性能見表1。
[0034]表1實(shí)施例中得到的五種涂層綜合性能對(duì)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(dāng)然，本發(fā)明還可以有多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的公開做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和 變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(jì)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(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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(jī)溶劑中的一種或幾種。7. 根據(jù)權(quán)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(jī)膨潤(rùn)土分散劑、 氣相二氧化硅或高分子羧酸。8. -種權(quán)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(quán)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(fù) 合材料表面并固化，得到所述抗雷擊涂料涂層。
【文檔編號(hào)】C09D167/08GK105820716SQ201610324335
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)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(qǐng)人】中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所