[發(fā)明專(zhuān)利]航空材料表面環(huán)保疏水涂層的可控制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811119601.9
• 申請(qǐng)日: 2018-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109207023A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐玉福;余景源;席賀;孟培槐;胡獻(xiàn)國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09D163/00
• 分類(lèi)號(hào): C09D163/00;C09D7/63;B05D3/10;B05D7/14;B05D7/24
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發(fā)明公開(kāi)了一種航空材料表面環(huán)保疏水涂層的可控制備方法，該制備方法包括以下步驟：將環(huán)氧樹(shù)脂用丙酮溶解后噴涂在處理過(guò)的航空材料基材上，得到粘接層，然后將硬脂酸鋅粉體與環(huán)氧樹(shù)脂用機(jī)械攪拌混合均勻后加入固化劑，再加入適量的丙酮混合均勻后噴涂在粘接層上，將所得涂層樣品在室溫條件下干燥，然后將其在乙酸溶液中刻蝕，清洗干燥后在硬脂酸的無(wú)水乙醇溶液修飾，干燥即得疏水涂層。本發(fā)明的疏水涂層的制備方法具有可控性好，環(huán)保安全，制備工藝簡(jiǎn)便，成本較低等優(yōu)勢(shì)，適用于航空材料表面涂層。

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功能材料制備領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是一種航空材料表面環(huán)保疏水涂層的可控制備方法。

二、背景技術(shù)

航空飛行器主要在大氣環(huán)境中飛行，當(dāng)在對(duì)流層遇到水汽，容易在暴露在外的航空材料表面凝結(jié)結(jié)冰，特別是尾翼結(jié)冰將會(huì)顯著地破壞飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)性能，尾翼結(jié)冰使得飛行器的翼阻增加、升阻比降低，從而導(dǎo)致飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致飛行器發(fā)生機(jī)械抖動(dòng)，從而對(duì)飛行器的安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，因此，發(fā)展航空材料表面疏水涂層具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外的科研人員已通過(guò)模板法、刻蝕法、溶膠-凝膠法等，制備出了多種疏水涂層，并報(bào)道了其制備方法。然而，由于基體材料與涂層工藝的不同，涂層效果差別極大，尤其是針對(duì)航空材料的疏水涂層報(bào)道相對(duì)較少。盡管現(xiàn)有疏水涂層的制備方法有一些優(yōu)點(diǎn)，也有諸多亟待改進(jìn)的地方，如有的方法采用了對(duì)環(huán)境有害的成分，有的制備工藝復(fù)雜導(dǎo)致成本較高，有的制備涂層疏水效果不佳或與基體結(jié)合力不好，特別是制備方法的可控性較差，因此，很少得到推廣應(yīng)用。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，保證涂層中不含對(duì)環(huán)境有害的成分，簡(jiǎn)化制備工藝，降低成本，提高涂層疏水效果以及與基體結(jié)合力，提供一種航空材料表面環(huán)保疏水涂層的可控制備方法。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種航空材料表面環(huán)保疏水涂層的可控制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：

1)前處理：航空材料基材先用0.1-0.2mol/L的鹽酸溶液清洗2-5min，再用去離子水沖洗，然后用0.1-0.2mol/L的氫氧化鈉溶液清洗2-10min，水洗至中性后用丙酮沖洗，干燥；

2)表面涂層：將環(huán)氧樹(shù)脂溶解在稀釋劑中，噴涂在前處理后的基材上至厚度為5-60μm，等待20-30min得到粘接層；然后將疏水顆粒和環(huán)氧樹(shù)脂按質(zhì)量比0.5-3:1用機(jī)械攪拌混合均勻，再加入固化劑混合，最后加入稀釋劑配制成噴涂溶液，噴涂在粘接層上至厚度為50-1000μm，室溫條件下干燥；

3)刻蝕：將涂層后材料置于40-60vol％乙酸溶液中，刻蝕1-10min，水洗至中性，在30-80℃下干燥20-40min；

4)表面修飾：將刻蝕后材料置于0.5-5wt％硬脂酸無(wú)水乙醇溶液中，修飾5-60min，在20-70℃下干燥10-30min，待無(wú)水乙醇完全揮發(fā)后即得疏水涂層。

其中，所述的稀釋劑是丙酮或乙酸乙酯中的一種；

所述的航空材料基材是航空鋁材7075；

所述的環(huán)氧樹(shù)脂是E51型環(huán)氧樹(shù)脂，固化劑是W93型胺類(lèi)固化劑；

所述的噴涂壓力為0.5-0.65MPa；

所述的環(huán)氧樹(shù)脂和稀釋劑的質(zhì)量比為1:6-10；

所述的環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的質(zhì)量比為10:2-5；

所述的疏水顆粒為硬脂酸鋅、硬脂酸鎂或二氧化硅中的一種，粒徑為0.1-2μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：