高端技术研发提速,海化院公开飞机涂料和船舶涂料专利

海洋化工研究院有限公司日前公开了一项发明专利“一种耐沾污蒙皮哑光面漆及其制备方法和应用”。该发明的耐沾污蒙皮哑光面漆具有优异的柔韧性、耐水性、耐化学介质、耐候性、耐高低温、耐冲击性及附着力强等,又兼顾了耐沾污性,在飞机的底漆上喷涂耐沾污面漆后,既长久的保持了涂层颜色的均一美观性,延长使用寿命,又满足了飞机的日常维护需求。

轻质、高性能及对环境友好是航空涂料的发展方向。目前国外的PPG、阿克苏诺贝尔已开发低VOC、高固含量的航空涂料,国内的海洋化工研究院有限公司、中海油常州涂料化工研究院等也已开发相应的航空涂料,且能满足飞机蒙皮涂料的性能要求:优异的柔韧性、耐水性、耐化学介质、耐候性、耐高低温、耐冲击性及附着力强等。现国内飞机公司提出在保证飞机蒙皮涂料以上性能的同时,需兼顾耐沾污性。飞机在沙尘环境或跨国远距离恶劣环境中运输时,飞机表面易被污染物黏上,既影响美观,又降低了涂层的使用寿命,且增加了飞机的日常维护难度。

国内的飞机蒙皮涂料主要有:丙烯酸型飞机蒙皮涂料、聚氨酯型飞机蒙皮涂料、氟碳型飞机蒙皮涂料、有机硅型飞机蒙皮涂料。现有飞机蒙皮涂料虽能满足飞机蒙皮涂料的性能要求,但在哑光状态下,其耐沾污性一般。现有的各种类型的哑光飞机蒙皮涂料在整机喷涂时,有以下难点:1、哑光飞机蒙皮涂料的光泽较低(0-10),整机喷涂时,容易出现颜色不均一,光泽不均一,在自然光底下会看到飞机蒙皮明暗相间的压枪痕迹。2、在保证飞机蒙皮涂料的基本性能前提下,尤其是哑光漆,用无光树脂制成的哑光漆或者高光树脂添加消光剂制成的哑光漆难以兼顾耐沾污性能;长时间的飞行后,飞机的蒙皮涂料在污渍的覆盖下,难以清洗,且飞机整体的颜色差异极大。

因此,有必要研发一种耐沾污蒙皮哑光面漆以满足飞机公司的综合性能要求。为了解决现有技术中存在的问题,该发明提供了一种耐沾污蒙皮哑光面漆及其制备方法和应用。发明的耐沾污蒙皮哑光面漆具有优异的柔韧性、耐水性、耐化学介质、耐候性、耐高低温、耐冲击性及附着力强等,又兼顾了耐沾污性,在飞机的底漆上喷涂耐沾污面漆后,既长久的保持了涂层颜色的均一美观性,延长使用寿命,又满足了飞机的日常维护需求。

该发明根据飞机蒙皮涂料所需性能有针对性地调控不同单体及其用量,通过化学聚合方法制备得到有机硅改性的氟碳树脂,其目的之一是通过有机硅氟改性实现涂层低表面能特性,提升涂层的耐沾污性能;目的之二是有机硅和有机氟树脂由于自身的特点,存在与基料中的颜料和填料难以有效相容的问题,这往往会导致涂层出现颜色不均匀等问题;且有机硅氟树脂含量过高会导致涂层与基材结合力降低,重涂性差等问题。因此发明筛选了丙烯酸类单体增加与颜填料的结合性能,通过调控有机硅、有机氟单体以及丙烯酸单体的用量,使得合成出来的树脂制备的涂层能够兼顾耐沾污性能、颜填料分散效果好,且与基材结合力不受影响,重涂性佳。

改发明在制备氟碳树脂的基础上,引入硅氧基团,可以进一步降低表面能,极大提高涂料的耐沾污性;通过将有机硅改性的氟碳树脂引入丙烯酸型蒙皮涂料中,降低了涂层的表面能,从而防止污染物的附着;且有机硅改性氟碳树脂与体系中的颜填料具有更好的相容性;与丙烯酸体系的树脂复配后,加入消光粉制成的哑光漆能够满足整机喷涂的施工工艺,整机喷涂时颜色、光泽均一,无明暗相间的压枪痕迹,且灰尘等污渍容易清洗,水洗后,整机的颜色均一一致。发明的耐沾污面漆具有优异的柔韧性、耐水性、耐化学介质、耐候性、耐高低温、耐冲击性及附着力强等,又兼顾了耐沾污性,在飞机的底漆上喷涂耐沾污面漆后,既长久的保持了涂层颜色的均一美观性,延长使用寿命,又满足了飞机的日常维护需求;发明的耐沾污蒙皮哑光面漆具有良好的力学性能及机械性能、耐候性、耐腐蚀性、耐化学药品性及耐沾污性。

此外,海洋化工研究院有限公司日前公开了一项发明专利“一种甲板用耐磨防滑抗冲击材料、制备方法及板材”。该发明提供的材料应用于船舶重载甲板,能够应对海洋严酷的环境,承载吨位大,阻燃性能好,为船舶建造提供了安全保障。

海洋环境是最严酷和最大的腐蚀环境,海洋大气高湿、高盐、强日照辐射,使船舶涂层材料快速老化,失去防护作用,进一步引起金属基材腐蚀,降低结构强度,缩短设施服役寿命。其中,承载履带车辆和重型舟艇的船舶舱内甲板,不仅面临极苛刻的海洋腐蚀环境,还面临装载车辆设备带来的频繁冲击和碾压,普通的环氧、醇酸等防腐涂层在短时间的碾压后就会出现漆膜的开裂、粉碎、与基材剥离等现象,露出金属钢板,发生大面积锈蚀和凹陷变形。每次经过装载后都要重新进行涂装,后期维护工序繁琐,维修成本高。

近年来,一类特种抗碾压耐磨涂层研制成功并广泛应用于船舶重载甲板,取得了良好的抗碾压耐磨应用效果,提高了船舶装载效率,减少了维修维护费用。但是,随着我国船舶工业的发展,大型船舶舱内承载工况日益恶劣,承载的履带车辆和重型舟艇吨位大幅增加,以往的重载甲板抗碾压耐磨涂层已远不能满足新的承载需求,必须开发新型甲板防护材料,以大幅提升材料抗冲击耐碾压性能,还要针对性解决材料阻燃性能低下的难点,满足船用材料严苛的耐火阻燃性能,保障船舶航行作业安全。同时展望世界船舶工业强国在甲板防护材料领域的发展趋势,目前欧美正陆续研发以超高分子量聚乙烯为主体的复合材料,表面复合金刚砂颗粒,并添加相关无机填料增强耐磨性能,用于车辆设备频繁冲击碾压的甲板区域,已取得一些成功应用案例,但其并未克服聚乙烯材料阻燃性能低下的问题,无法满足船用材料的严苛阻燃标准,且由于无机填料、防滑颗粒与树脂基体相容性差,长期服役易出现颗粒脱落的现象。

因此,开发更好性能的甲板用涂层材料,提高船舶作业效率,是亟待解决的问题。为了解决是现有技术中出现的问题,该发明提供了一种甲板用耐磨防滑抗冲击材料、制备方法及板材,发明提供的材料应用于船舶重载甲板,能够应对海洋严酷的环境,承载吨位大,阻燃性能好,为船舶建造提供了安全保障。

该发明以具备优异抗冲击耐磨损性能的超高分子量聚乙烯为基体,配合表面复合耐磨防滑骨料提高摩擦系数,进一步添加无机增强填料提高抗压耐磨性能,复配高效阻燃填料体系实现材料低播焰性能和低烟密度,同时,引入乙烯基三乙氧基硅烷,在过氧化二异丙苯引发下实现超高分子量聚乙烯交联,进一步提高基体与无机增强填料、耐磨骨料的结合力,增强了材料在高冲击下的整体稳定性,有效防止材料疲劳老化与防滑骨料颗粒脱落现象,同时,结合自主研发的高效一体模压成型工艺和机加工后处理,得到的甲板用耐磨防滑抗冲击材料,能够显著改善甲板防护效果,满足大型船舶承载履带车辆和重型舟艇的需求。

与现有技术相比,该发明的有益效果是:1、发明的材料基体采用超高分子量聚乙烯树脂,其本身抗冲击性、耐磨损性和耐介质性极佳,添加的无机增强填料进一步提高材料的抗冲击耐碾压性能,长期服役效果优异。2、发明根据超高分子量聚乙烯材料体系的特点,以及针对复配高效阻燃剂的特点,通过组分间协同阻燃功能,有效克服材料阻燃性能低下的缺点,满足船舶作业安全需求。

3、发明通过合理的防滑耐磨表层设计,有效改善超高分子量聚乙烯板材的摩擦系数,在干湿态下均可为装载的车辆舟艇及人员提供有效的防滑控制,保障装载能力。4、发明引入硅烷交联改性超高分子量聚乙烯,提高聚乙烯基体树脂与无机填料、颜料和耐磨防滑骨料的结合力,增强材料在高冲击下的整体稳定性,有效防止材料疲劳老化与防滑骨料颗粒脱落,有效延长了板材的使用寿命,降低维修和使用成本。

5、发明在板材上进一步设计背面流水槽,满足实际应用工况下及时排水需求,又能够满足承载吨位大的需求,同时达到了材料自身轻量化的效果,更有利于现场的安装和后期的维护。6、发明采用高效的模压成型制造工艺,工艺通用性强,参数灵活可调,可满足大规模快速制造需求,且制得的板材结合力强,抗压能力好,阻燃效果佳,有效保障船舶建造过程和实际应用及维护保养的需求。

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