基于纳米TiO2添加的新型航空涂料性能研究

作     者：柳迎春 李洪伟 谢镇波 

作者机构：海军航空工程学院青岛校区山东青岛266041 

出 版 物：《涂料与应用》 

年 卷 期：2017年第47卷第4期

页      面：1-5页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主　　题：金红石型纳米TiO2 涂料性能 航空涂料 紫外线老化 TiO2颗粒 老化性能 表面涂层 电化学性能 

摘      要：目的解决纳米TiO2在涂料中的团聚问题，同时实现增强涂层防腐蚀、疏水性能和耐紫外老化性能。方法以氯醚树脂为航空涂料的主要成膜物质，以经氟硅烷改性后的金红石型纳米TiO2颗粒为主要吸光剂和疏水剂，配合其他合适填料和颜料制备一种新型航空涂料，通过拉拔法、硬度测试法、电化学极化曲线法、接触角测试法和人工紫外加速老化等测试手段分别对涂层的力学性能、电化学性能、疏水性能和耐紫外老化性能进行研究。结果改性后的金红石型纳米TiO2颗粒的分散性及与氯醚树脂的相容性得到改善。当添加量为2％～3％时，涂层腐蚀防护性能、表面疏水性、耐紫外老化性能达到最佳，附着力、硬度等力学性能达到航空涂料的基本使用要求。结论该涂料有效地解决了纳米TiO2在涂料中的团聚问题，提高了涂层的防腐蚀、疏水性能和耐紫外老化性能。飞机表面结构大部分以铆接、螺接的方式与内部结构相连，因此通常要求表面涂覆的航空涂料除装饰作用外还应具有较强的耐油、耐水渗透、耐磨和柔韧性等特点。此外飞机服役的高空环境还决定了飞机表面涂层还应具有耐低温、防紫外线老化和耐雨水腐蚀的作用。目前市场上国产的航空涂料主要分为聚氨酯类涂料和环氧树脂类涂料两大类。大量文献研究表明，此类涂料形成的漆膜虽然在耐高温、耐低温、坚韧性、附着力等方面具有一定优势，但在耐紫外老化、防雨水附着、耐雨水冲蚀等方面性能尚与国外很多涂料存在差距。纳米材料由于具有与传统材料完全不同的催化、气敏及光电子学等特性，成为很多领域学者研究的焦点。金红石型纳米TiO2是一种良好的光催化半导体材料，其化学性质稳定、无毒、热稳定性良好，且在全部紫外光区都具有高效的光吸收能力，目前国内很多研究中将纳米TiO2用作新型吸光剂来替代有毒的传统有机类吸收剂，应用于防晒化妆品、建筑涂料、汽车涂料、船舶防腐防污涂料，但关于将纳米TiO2应用于航空涂料的研究却鲜有报道。文中以氯醚树脂为主要成膜物质，采用改性金红石型纳米TiO2具有的紫外光吸收性、光催化性、低表面能活性和能够延长漆膜寿命的特性，选择合适的颜、填料，研制一种基于纳米TiO2添加的新型航空铝合金结构部件用航空涂料，并通过对所制备的涂料进行性能研究，验证是否满足实际使用要求。