[发明专利]一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料及涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料及涂层的制备方法，属于化工材料技术领域。包括树脂A、树脂B、颜填料、紫外吸收剂、助剂、溶剂和固化剂，其各组分的质量份数为：树脂A 40～70份；树脂B 40～70份；颜填料30～250份；紫外吸收剂0～5份；助剂3～10份；溶剂50～100份；固化剂80～140份；其中，所述树脂A为聚硅氧烷改性环氧树脂；所述树脂B为环氧树脂。本发明的涂料制成涂层材料仅需单层涂覆即可达到传统底、中、面多层结构涂层体系对基材的防护效果，实现了单层涂层的功能梯度化，涂层同时具有显著的耐候性和良好的防腐作用。

技术领域

本发明属于化工材料技术领域，具体地说本发明是一种防锈耐候功能梯度型底面一体化涂料及涂层的制备方法。

背景技术

目前国内部署至南沙岛礁的武器装备面对高温、高湿、高盐、强紫外线气候环境，其腐蚀防护措施依然采用的是传统底、中、面多层结构设计的常规聚氨酯防护涂层体系，经历南沙岛礁高紫外线辐射环境下的实际应用证明：现有防护涂层体系不足5年使用寿命，频繁的维修工作严重限制了我国武器装备的战斗力。

我国南沙岛礁海洋大气环境具有盐雾重、湿度高、日照强烈等特殊的自然条件，钢铁等基材在此种环境类型中腐蚀严重，通过涂层的防护可有效提高基材的防腐性能。

我国部署至南沙岛礁的武器装备腐蚀防护措施采用传统底、中、面多层结构，即底漆采用环氧富锌底漆，底漆采用环氧磷酸锌底漆、环氧富锌底漆、无机富锌底漆及热喷锌/喷铝涂层。其中无机富锌底漆包括醇溶型无机富锌底漆和水性无机富锌底漆；中间漆采用环氧云铁中间漆，环氧云铁中间漆具有优异的屏蔽性能、力学性能及适当的粗糙度而与面漆配套性好；面漆采用聚氨酯面漆，聚氨酯面漆具有较强的耐候性，主要抗紫外线老化的作用。但由于该体系须多层涂装，导致工序繁多，施工、维修操作复杂，涂层性能易受施工水平、气候环境等条件影响，导致涂层寿命未能达到预期效果。

功能梯度材料(functionally graded material，FGM)是指一类在结构和组成要素上连续或准连续变化，从而获得性能相应于结构与组成变化而渐变的非均质材料。目前有关梯度材料的研究内容包括以下3个方面：(1)进行材料结构设计与优化；(2)通过一定的复合手段和控制方法来制备梯度材料；(3)进行性能评价，以检验和修正设计与制备过程中的技术参数和工艺条件。

我国一些科研院所和高等院校自20世纪90年代起开始了对功能梯度涂层的研究，并且将功能梯度涂层的研究与开发列入了国家“863”计划。哈尔滨工业大学、武汉理工大学、华中理工大学、北京航空研究所、上海硅酸盐研究所等单位先后开展了这方面的研究工作。此外，浙江大学和南京大学等单位也开展了梯度热电材料方面的研究并取得了一些研究成果。

经检索，中国专利申请号为201410652035.3，申请公开日为2015年2月25日的专利申请文件公开了一种梯度复合结构透明超疏水涂层及其制备方法。该专利的梯度复合结构透明超疏水涂层兼具透明和超疏水的双重特性，由自上而下依次排列的环氧底面粘结层、烷基烷氧基硅烷疏水中间层、表面改性功能层组成，但需要将烷基烷氧基硅烷疏水中间层溶液反复涂覆在环氧底面粘结层上，不能实现涂层自分层，且工艺复杂难以推广。

再如，中国专利申请号为201510718607.8，申请公开日为2016年1月13日的专利申请文件公开了一种耐候型环氧涂料及其制备方法。该专利的涂料，按重量份由以下组分组成：改性环氧树脂聚合物30-32份、聚硅氧烷树脂聚合物20-24份、硅改性脂环胺环氧固化剂10-14份、硅改性聚酰胺固化剂25-27份、硅烷偶联剂1-3份、着色颜料2-4份、防锈颜料1-2份、无机填料6-8份、紫外线吸收剂0.5-1份、分散润湿剂0.3-0.5份、增稠剂0.3-0.5份、消泡剂0.4-0.6份和流平剂0.1-0.3份。该涂料耐候性好，可以作为底漆和面漆使用。该发明还相应提供了其制备方法。但是，该环氧涂料使用的改性环氧树脂不能得知其具体的结构，进而也无法得知其与聚硅氧烷树脂的相容性如何，并且该涂料在固化过程中可选择的固化剂范围小。