專利名稱：航空器蒙皮用涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空工業(yè)用材料，具體地說(shuō)，涉及大中型民航客機(jī)蒙皮上外裝飾用的高性能涂料。
背景技術(shù)：
我國(guó)的航空工業(yè)是在建國(guó)以后才逐步建設(shè)發(fā)展起來(lái)的，現(xiàn)在我們已能自主生產(chǎn)軍用飛機(jī)、農(nóng)業(yè)用飛機(jī)、各種中小型運(yùn)輸機(jī)等，但是，在航空工業(yè)中技術(shù)含量最高的大型民航客機(jī)，在我國(guó)至今還是空白。目前我國(guó)民航中使用的大、中型客機(jī)主要是從美國(guó)的波音和歐洲的空中客車兩大航空公司引進(jìn)。這些客機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)中使用的蒙皮涂料是由美國(guó)DeSoto Titamine plc和Akzo Nobel Aerospace，Inc等國(guó)際著名涂料公司提供，這類涂料要求具有全面的性能，包括優(yōu)良的保護(hù)性、耐油性(液壓油、潤(rùn)滑油)、柔韌性(耐沖擊、彎曲)、耐久性(耐紫外線性)、附著力、相容性(與各密封膠)、抗?jié)B透性(水、化學(xué)介質(zhì))、耐溫變性；此外，它還應(yīng)具有極佳的裝飾性和施工工藝性，即漆膜平整光亮、不流掛、無(wú)縮孔、無(wú)麻點(diǎn)、干燥快等。此類涂料的生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)尚處于空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種在性能上符合大、中型民航客機(jī)蒙皮涂裝需要的高性能涂料系統(tǒng)，它能夠滿足美國(guó)波音(麥道)公司先進(jìn)航空材料規(guī)范DMS2104E(環(huán)氧底漆)和DMS2112A(聚氨酯面漆)所規(guī)定的技術(shù)性能要求。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的涂料系統(tǒng)由底漆和面漆組成，其特征是，底漆采用中等分子量環(huán)氧樹(shù)脂與較柔軟的聚酰胺固化劑相搭配，面漆采用特制的羥基聚酯樹(shù)脂與作為交聯(lián)劑的HDI縮二脲以及HDI三聚體相搭配。
綜觀國(guó)外先進(jìn)國(guó)家在大、中型客機(jī)蒙皮上所采用的涂料系統(tǒng)，主要是“聚氨酯底漆+聚氨酯面漆”和“環(huán)氧樹(shù)脂底漆+聚氨酯面漆”兩大類，在我們的工作中經(jīng)多次試驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果表明，采用環(huán)氧樹(shù)脂底漆在對(duì)底材的附著力和跟聚氨酯面漆的配套性等方面均優(yōu)于聚氨酯底漆，故本發(fā)明采用“環(huán)氧樹(shù)脂底漆+聚氨酯面漆”涂料系統(tǒng)。此外，為了獲得優(yōu)良的耐沖擊性能和滿意的耐化學(xué)藥品性能，必須做到將具有適當(dāng)柔韌性的底漆與具有一定堅(jiān)韌性的面漆均衡搭配。因此，底漆采用了中等分子量環(huán)氧樹(shù)脂與較柔軟的聚酰胺固化劑相搭配的方式，面漆采用了以專門合成的特制羥基聚酯樹(shù)脂與作為交聯(lián)劑的HDI縮二脲以及HDI三聚體相搭配的方式。HDI縮二脲以及HDI三聚體都是一類多異氫酸酯，化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別為 HDI縮二脲 HDI三聚體這兩種交聯(lián)劑的典型市售產(chǎn)品是Bayer公司出品的Desmoduer N-75和Desmoduer N-3390。前者能提供優(yōu)良的耐候性，后者有助于獲得高固體、低粘度的涂料。
也就是說(shuō)，所述的底漆組成包括組份重量％R-301環(huán)氧樹(shù)脂 40.0～45.0801鍶鉻黃 13.0～14.0鈦白粉3.0～4.0填料 15.0～17.0防沉劑膨潤(rùn)土-38 0.30～4.0分散劑BYK-161 3.5～4.0甲基異丁基酮 8.0～10.0二甲苯10.0～15.0丙二醇甲醚1.0～3.0該底漆的固化劑組成包括組份重量％聚酰胺40.0～45.0甲苯 50.0～55.0丙二醇甲醚5.0～7.0。
這兒的溶劑主要用于調(diào)節(jié)涂料的VOC含量與施工粘度的平衡，即VOC≤350g/L；施工粘度(Zhan2#杯)15～22s
面漆配合中所述的特制的羥基聚酯樹(shù)脂是專門合成的，合成配方組成包括組份mol.
間苯二甲酸 0.28～0.30氫化苯酐0.10～0.20己二酸 0.05～0.10新戊二醇0.25～0.351，4-環(huán)己烷二甲醇(1，4-CHDM)0.15～0.25三羥甲基丙烷0.05～0.15。
它是從十多種聚酯合成配方中優(yōu)選出來(lái)的，得到的羥基聚酯樹(shù)脂具有高固體、低VOC、低粘度、高光澤、高柔軟性、高耐候性等特征，它的分子量和支鏈化程度較為適中，用它制得的涂膜經(jīng)天然曝曬、加速曝曬實(shí)驗(yàn)，具有優(yōu)異的耐候性、柔軟性，在-30℃以下能保持良好的彈性，而且得到的涂料固體含量高，可達(dá)350～420g/L。
以這種專門合成的特制含羥基聚酯樹(shù)脂為基礎(chǔ)的聚氨酯面漆的組成包括組份重量％固體含量50重量％的特制羥基聚酯樹(shù)脂45.0～50.0鈦白粉35.0～40.0流平劑BYK-355或CAB551-0.2 1.0～1.5二丁基二月桂酸錫 2.5～3.0分散劑BYK-161 0.20～0.30
防沉劑膨潤(rùn)土-383.0～5.0紫外線吸收劑 0.5～1.0混合溶劑 7.0～10.0該面漆的固化劑組成包括組份重量％HDI縮二脲 20.0～28.0HDI三聚體 10.0～15.0混合溶劑 60.0～70.0這兒所述的混合溶劑為二甲苯、丁酮、丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或數(shù)種，主要用于調(diào)節(jié)涂料的VOC含量與施工粘度的平衡，即VOC≤380±20g/L；施工粘度(Zhan2#杯)15～19s飛機(jī)蒙皮涂料一般以白色為主，色料應(yīng)具有極佳的保光性和保色性，為此曾對(duì)常用的白色填料——鈦白粉作了精心選擇，選用杜邦(DuPont)公司出品的R-706、R-960VHR、R-960、R-902進(jìn)行對(duì)比的結(jié)果如下

此外，進(jìn)行耐候性試驗(yàn)的結(jié)果也是R-706為佳，故決定選用杜邦公司出品的R-706鈦白粉。
飛機(jī)蒙皮涂料顯然要經(jīng)受太陽(yáng)紫外線的直接照射，所以涂料中光穩(wěn)定劑的選擇十分重要，通過(guò)大量篩選試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Ciba公司出品的TINUVIN 1139和TINUVIN 292具有較為突出的效果，即

誠(chéng)如上述，本發(fā)明涂料系統(tǒng)的效果是顯而易見(jiàn)的，它是國(guó)內(nèi)第一個(gè)按國(guó)際先進(jìn)航空材料規(guī)范(DMS2104E和DMS2112A)研制開(kāi)發(fā)的飛機(jī)蒙皮涂料產(chǎn)品。經(jīng)國(guó)家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、化學(xué)工業(yè)合成材料老化質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、上海市化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心涂料顏料站的聯(lián)合檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)符合上述兩規(guī)范規(guī)定的相關(guān)技術(shù)要求。


圖1是本發(fā)明涂料系統(tǒng)底漆的生產(chǎn)工藝流程示意圖；圖2是本發(fā)明涂料系統(tǒng)面漆的生產(chǎn)工藝流程示意圖。
圖中工藝步驟的說(shuō)明拌合步驟為先低速攪拌，后高速攪拌，攪拌時(shí)間為10～20分鐘，低速攪拌為120～300轉(zhuǎn)/分，高速攪拌為800～1200轉(zhuǎn)/分。分散步驟為用砂磨機(jī)或三輥機(jī)碾磨，細(xì)度合格為終點(diǎn)。調(diào)漆步驟為高速攪拌調(diào)漆，攪拌轉(zhuǎn)速為800～1200轉(zhuǎn)/分。過(guò)濾步驟為用80～120目銅絲布過(guò)濾。檢驗(yàn)步驟為按產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)。
具體實(shí)施例方式
下面用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體說(shuō)明，但是本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。在這些實(shí)施例中底漆和面漆的生產(chǎn)工藝流程參照附圖1和2。
實(shí)施例1～3本組旨在展示本發(fā)明之涂料系統(tǒng)的底漆配合及其性能。按照?qǐng)D1所示的生產(chǎn)工藝流程，采用表1所示的配方制備本發(fā)明所述的涂料系統(tǒng)的底漆，測(cè)得的性能也示于同一表中。
實(shí)施例4～6本組旨在展示本發(fā)明之涂料系統(tǒng)的面漆配合及其性能。按照?qǐng)D2所示的生產(chǎn)工藝流程，采用表2所示的配方制備本發(fā)明所述的涂料系統(tǒng)的底漆，測(cè)得的性能也示于同一表中。
表2中所示的特制羥基聚酯樹(shù)脂系按表3所示的配方合成。
表1

底漆的固化劑組成

技術(shù)指標(biāo)

表2


面漆的固化劑組分

技術(shù)指標(biāo)

表3

權(quán)利要求
1.一種航空器蒙皮用涂料，由底漆和面漆組成，其特征是，底漆采用中等分子量環(huán)氧樹(shù)脂與較柔軟的聚酰胺固化劑相搭配，面漆采用特制的羥基聚酯樹(shù)脂與作為交聯(lián)劑的HDI縮二脲以及HDI三聚體相搭配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器蒙皮用涂料，其特征是，所述的底漆組成包括組份 重量％R-301環(huán)氧樹(shù)脂 40.0～45.0801鍶鉻黃 13.0～14.0鈦白粉3.0～4.0填料 15.0～17.0防沉劑膨潤(rùn)土-38 0.30～4.0分散劑BYK-161 3.5～4.0甲基異丁基酮 8.0～10.0二甲苯10.0～15.0丙二醇甲醚1.0～3.0該底漆的固化劑組成包括組份 重量％聚酰胺40.0～45.0甲苯 50.0～55.0丙二醇甲醚5.0～7.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空器蒙皮用涂料，其特征是所述的填料是超細(xì)滑石粉或氧化鋅中任選一種或2種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器蒙皮用涂料，其特征是，所述的面漆組成包括組份 重量％固體含量50重量％的特制羥基聚酯樹(shù)脂45.0～50.0鈦白粉35.0～40.0流平劑BYK-355或CAB551-0.2 1.0～1.5二丁基二月桂酸錫 2.5～3.0分散劑BYK-161 0.20～0.30防沉劑膨潤(rùn)土-38 3.0～5.0紫外線吸收劑 0.5～1.0混合溶劑 7.0～10.0該面漆的固化劑組成包括組份 重量％HDI縮二脲 20.0～28.0HDI三聚體 10.0～15.0混合溶劑 60.0～70.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器蒙皮用涂料，其特征是，所述的特制羥基聚酯樹(shù)脂的合成配方組成包括組份mol.間苯二甲酸 0.28～0.30氫化苯酐0.10～0.20己二酸 0.05～0.10新戊二醇0.25～0.351，4-環(huán)己烷二甲醇 0.15～0.25三羥甲基丙烷0.05～0.15。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器蒙皮用涂料，其特征是，所述的混合溶劑為二甲苯、丁酮或丙二醇甲醚醋酸酯中的一種或幾種組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的航空器蒙皮用涂料，其特征是，所述的鈦白粉是杜邦公司出品的R-706鈦白粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器蒙皮用涂料，其特征是，所述的HDI縮二脲和HDI三聚體分別為拜爾公司出品的Desmoduer N-75和Desmoduer N-3390。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器蒙皮用涂料，其特征是，所述的紫外線吸收劑是Ciba公司出品的TINUVIN 1139和TINUVIN 292。
全文摘要
一種適合于大、中型民航客機(jī)蒙皮使用的涂料系統(tǒng)，由底漆和面漆組成，其特征是，底漆采用中等分子量環(huán)氧樹(shù)脂與較柔軟的聚酰胺固化劑相搭配，面漆采用特制的羥基聚酯樹(shù)脂與作為交聯(lián)劑的HDI縮二脲以及HDI三聚體相搭配。該涂料系統(tǒng)的性能符合美國(guó)波音(麥道)公司先進(jìn)航空材料規(guī)范DMS2104E(環(huán)氧底漆)和BMS10－60；DMS2112A(聚氨酯面漆)所規(guī)定的技術(shù)性能要求。
文檔編號(hào)C09D177/00GK1891770SQ20051002744
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者鄭會(huì)廉, 陳平, 周麗莉 申請(qǐng)人:上海市涂料研究所