CN114085600A - 一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料及其制备方法 - Google Patents

一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料及其制备方法属于雷达吸波材料领域。本发明包含5‑25份聚醚多元醇异氰酸酯预聚体，10‑50份聚天门冬氨酸酯，30‑85份雷达波吸收剂，0‑10份助剂，5‑20份溶剂。聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料相比于传统雷达吸波涂料，具有施工周期短、漆膜干燥时间5‑30min可调的优点，能够迅速实现涂覆目标的雷达隐身功能化，同时该材料具有强度高，弹性好，耐久性优良的特点。

Description

一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料及其制备方法
技术领域
本发明一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料及其制备方法属于雷达吸波领域。
背景技术
雷达吸波材料技术是通过设计及使用某些特定材料，减弱、抑制、吸收、偏转目标电磁波的技术。雷达吸波涂料作为一种方便、经济、适应性好的吸波材料，最初是为航天、航空飞行器的雷达吸波需要而开发的，但是随着科学技术的发展及社会经济的进步，吸波涂料在地面装备、海洋装备、民用装备上也开始推广应用。现有环氧树脂体系、聚氨酯树脂体系的雷达吸波涂料因其与基材附着力好，性能稳定性好等优点，已得到广泛的应用。但由于雷达吸波的性能与涂层厚度密切相关，为了实现较好的雷达吸波性能，吸波涂层通常具有较大的厚度(大于0.4mm)，这就带来了一些大厚度涂层在施工时的问题。
通常大厚度的雷达吸波材料(常规环氧、聚氨酯树脂体现)在进行大面积大厚度的施工工程应用时，施工过程中容易出现流挂等现象，施工加固化周期超过7天，在7天的时间内施工部位要严格防护，不能进行其他作业，涂敷目标不能迅速形成雷达隐身能力。
雷达吸波涂料的快速施工性能对于舰船等武器装备的快速隐身功能化改装至关重要。在此方面，舰船方面已存在迫切需求背景：正常状态下的舰船不需要进行雷达隐身功能，而在战时等特殊时期，需对舰船进行性快速的隐身化处理，这就要求所用的雷达吸波涂料具有可快速施工、固话周期短的特点
发明内容
本发明的目的：本发明针对传统雷达吸波材料(环氧、聚氨酯树脂体现)施工、固化周期长，不能满足目标快速实现雷达隐身化的问题。本发明提供一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，该聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料具有喷涂不易流挂、漆膜干燥速度快(5-30min)，同时该材料具有强度高，弹性好，耐久性优良的特点，可解决现有大厚度雷达吸波涂料施工周期长的问题，更够快速实现目标雷达隐身功能化，提高雷达吸波涂料的工程应用性能。
本发明的技术方案：一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，其由A组分和B组分组成，各组分质量份数如下：A组分为5-25份的聚醚多元醇异氰酸酯预聚体；B组分由以下成分组成：10-50份的聚天门冬氨酸酯、30-85份的雷达波吸收剂、0-10份的助剂、5-20份的溶剂。
所述雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁粉、铁硅铝粉、铁硅铬粉中的一种或几种。
所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、环己酮中的一种或几种。
所述助剂为抗沉剂、触变剂、润湿剂、消泡剂、流平剂中的一种或几种。
所述抗沉剂为聚酰胺蜡粉，有机膨润土，白炭黑中的一种或几种。
所述聚醚多元醇异氰酸酯预聚体的制备方法包括以下步骤：
(1)按比例称量聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯；
(2)将聚醚多元醇加入反应釜中，进行脱水处理；
(3)将脱水后的聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯加入另一反应釜中，制备组分A。
聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料的制备方法，所述步骤(1)、(2)中采用的聚醚多元醇是聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种；所述步骤(1)、(3)中的脂肪族二异氰酸酯采用六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中至少一种。
所述方法还包括以下步骤：
(1)将聚天门冬氨酸酯、雷达波吸收剂、助剂、溶剂经研磨后，得到组分B；所述聚醚多元醇异氰酸酯预聚体中NCO基含量为5.0-8.6％；
(2)混合A、B组分即可得到聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，所述A组分与B组分混合的质量比为A：B＝1：(4-35)。
所述步骤(1)中聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯的称量比例为(2-3)：1；所述步骤(2)中脱水操作的温度为100-110℃，真空度为0.06-0.09MPa脱水时间为1～3h；所述步骤(3)中脱水后的聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯反应的温度为60～80℃，反应时间为1～3h。
所述步骤(1)中采用三辊研磨机或篮式研磨机对聚天门冬氨酸酯、雷达波吸收剂、助剂、溶剂研磨至粒度≤20μm，过滤后即可得到B组分。
本发明的优点：本发明将聚天门冬氨酸酯聚脲树脂体系引入雷达吸波涂料，所制备的一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料相比于传统雷达吸波涂料具有施工周期短、漆膜干燥时间5-30min可调的优点，能够迅速实现涂覆目标的雷达隐身功能化，同时该材料具有强度高，弹性好，耐久性优良的特点。
具体实施方式
本发明提出一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料中，雷达波吸收剂为功能填料，起到吸收雷达波的作用；聚天门冬氨酸酯和聚醚多元醇异氰酸酯预聚体为成膜物质，起到粘结作用；助剂为辅助成膜物质，起到改善涂料分散和防止填料沉降，提升涂料施工性能的作用；溶剂主要起到溶解树脂和调节涂料粘度的作用。通过上述原料进行合理配合比反应，使所得的聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料具有喷涂不易流挂、漆膜干燥速度快(5-30min)，同时该材料具有强度高，弹性好，耐久性优良的特点，可解决现有大厚度雷达吸波涂料施工周期长的问题，更够快速实现目标雷达隐身功能化，提高雷达吸波涂料的工程应用性能。
本发明提出一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料由A组分和B组分组成，各组分质量份数如下：A组分为5-25份的聚醚多元醇异氰酸酯预聚体；B组分由以下成分组成：10-50份的聚天门冬氨酸酯、30-85份的雷达波吸收剂、0-10份的助剂、5-20份的溶剂。
所述雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁粉、铁硅铝粉、铁硅铬粉中的一种或几种。
所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、环己酮中的一种或几种。
所述助剂为抗沉剂、触变剂、润湿剂、消泡剂、流平剂中的一种或几种。
所述抗沉剂为聚酰胺蜡粉，有机膨润土，白炭黑中的一种或几种。
一种聚天门冬氨酸酯聚脉雷达吸波涂料的制备方法，所述聚醚多元醇异氰酸酯预聚体的制备方法包括以下步骤：
(1)按比例称量聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯；
(2)将聚醚多元醇加入反应釜中，进行脱水处理；
(3)将脱水后的聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯加入另一反应釜中，制备组分A。
所述步骤(1)、(2)中采用的聚醚多元醇是聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种；所述步骤(1)、(3)中的脂肪族二异氰酸酯采用六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中至少一种。
所述方法包括以下步骤：
(4)将聚天门冬氨酸酯、雷达波吸收剂、助剂、溶剂经研磨后，得到组分B；所述聚醚多元醇异氰酸酯预聚体中NCO基含量为5.0-8.6％；
(5)混合A、B组分即可得到聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，所述A组分与B组分混合的质量比为A：B＝1：(4-35)。
所述步骤(1)中的聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯称量比例为(2-3)：1；所述步骤(2)中脱水操作的温度为100-110℃，真空度为0.06-0.09MPa脱水时间为1～3h；所述步骤(3)中脱水后的聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯反应的温度为60～80℃，反应时间为1～3h。
所述步骤(4)中采用三辊研磨机或篮式研磨机对聚天门冬氨酸酯、雷达波吸收剂、助剂、溶剂研磨至粒度≤20μm，过滤后即可得到B组分。
实施例1
第一步，制备A组份
在配备搅拌器、加热温控装置和冷凝器的第一反应釜中加入10份聚四氢呋喃醚二醇聚醚，升温100℃，在0.08MPa的真空度下进行脱水2h；将脱水后的聚醚多元醇与3份异佛尔酮二异氰酸酯，在60℃下经混合后反应2h，至NCO基团含量理论值达到8.0％。
第二步，制备B组份：
称取聚天冬氨酸酯树脂20份，铁氧体雷达波吸收剂60份，聚酰胺蜡粉6份，二甲苯8份，经三棍机研磨机研磨至粒度为15μm以下，过滤作为B组分。
以质量比为A:B＝1:18的比例混合得到涂料，并进行空气喷涂。
实施例2
第一步，制备A组份
在配备搅拌器、加热温控装置和冷凝器的第一反应釜中加入20份聚季戊四醇醚，升温110℃，在0.06MPa的真空度下进行脱水1h；将脱水后的聚醚多元醇与10份六亚甲基二异氰酸酯，在60℃下经混合后反应2h，至NCO基团含量理论值达到7.8％。
第二步，制备B组份：
称取聚天冬氨酸酯树脂40份，铁氧体雷达波吸收剂35份，有机膨润土8份，环己酮15份，经篮式研磨机研磨至粒度为10μm以下，过滤作为B组分。
以质量比为A：B＝1：10的比例混合得到涂料，并进行空气喷涂。

Claims (10)

1.一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，其特征在于，其由A组分和B组分组成，各组分质量份数如下：A组分为5-25份的聚醚多元醇异氰酸酯预聚体；B组分由以下成分组成：10-50份的聚天门冬氨酸酯、30-85份的雷达波吸收剂、0-10份的助剂、5-20份的溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，其特征在于，所述雷达波吸收剂为铁氧体、羰基铁粉、铁硅铝粉、铁硅铬粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，其特征在于，所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、环己酮中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，其特征在于，所述助剂为抗沉剂、触变剂、润湿剂、消泡剂、流平剂中的一种或几种。
5.根据权利要求4中所述的一种聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，其特征在于，所述抗沉剂为聚酰胺蜡粉，有机膨润土，白炭黑中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸酯聚脉雷达吸波涂料的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇异氰酸酯预聚体的制备方法包括以下步骤：
(1)按比例称量聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯；
(2)将聚醚多元醇加入反应釜中，进行脱水处理；
(3)将脱水后的聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯加入另一反应釜中，制备组分A。
7.根据权利要求6所述的聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)、(2)中采用的聚醚多元醇是聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氢呋喃醚二醇中的一种或几种；所述步骤(1)、(3)中的脂肪族二异氰酸酯采用六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯中至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种聚天门冬氨酸酯聚脉雷达吸波涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将聚天门冬氨酸酯、雷达波吸收剂、助剂、溶剂经研磨后，得到组分B；所述聚醚多元醇异氰酸酯预聚体中NCO基含量为5.0-8.6％；
(2)混合A、B组分即可得到聚天门冬氨酸酯聚脲雷达吸波涂料，所述A组分与B组分混合的质量比为A：B＝1：(4-35)。
9.根据权利要求6所示的一种聚天门冬氨酸酯聚脉雷达吸波涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯的称量比例为(2-3)：1；所述步骤(2)中脱水操作的温度为100-110℃，真空度为0.06-0.09MPa脱水时间为1～3h；所述步骤(3)中脱水后的聚醚多元醇与脂肪族二异氰酸酯反应的温度为60～80℃，反应时间为1～3h。
10.根据权利要求8所示的一种聚天门冬氨酸酯聚脉雷达吸波涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中采用三辊研磨机或篮式研磨机对聚天门冬氨酸酯、雷达波吸收剂、助剂、溶剂研磨至粒度≤20μm，过滤后即可得到B组分。
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