還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種涂料技術，尤其是還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著世界發達國家軍事技術的發展，新世界格局對我國海軍軍事裝備和海洋作業平臺提出了更高的要求，不僅具有抗海水腐蝕性而且具有隱身防打擊功能。目前軍事上較為常用的偵測手段有雷達、紅外、可見光、聲波等，其中以雷達最為廣泛，所以在隱身技術中，控制目標的雷達散射截面積(RCS)是重要研宄內容。降低RCS手段利用吸波材料先將電磁波吸入材料內部，然后再將電磁能轉化為其他形式。由于螺旋的特殊結構，就形成類似導電螺旋圈的效果，出現材料的磁極化，材料的磁極化會與入射電磁波進行耦合，從而產生吸波的效果。金屬鎳同時具有導電性和磁性，是一種理想的電磁屏蔽和吸波材料，螺旋藻的特殊的手性螺旋結構，一般單個藻體直徑為范圍為6?10 μ m，整體長度范圍為200?300 μπι，其手性尺寸范圍與微波和紅外段的波長接近，理論上可以和入射電磁波相作用。再結合具有良好電磁特性的鎳可望制備出具有吸波效果生物基吸波材料。常規的金屬設備防腐蝕最有效的方法是在金屬表面涂敷防腐涂層，隔絕腐蝕介質與金屬基體。隨著海洋經濟和海洋產業進一步升級，要求涂層高防護性能、低資源消耗及環境生態友好等。因此，還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料不僅具有防腐隱身性能，而且具有環境生態友好性。
【發明內容】
[0003]本發明的所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料及其制備方法，該涂料不僅具有防腐隱身性能，而且具有環境生態友好性。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料，所述涂料由甲乙兩種組分按照質量配比為1:1構成；
[0005]按質量份數計，甲組分包括以下組分:
[0006]水性環氧樹脂80?120份；
[0007]消泡劑0.2?0.8份；
[0008]蒸飽水5?15份；
[0009]按質量份數計，乙組分包括以下組分和含量:
[0010]水性環氧固化劑20?30份；
[0011]消泡劑0.08?0.15份；
[0012]分散劑I?1.5份；
[0013]超細滑石粉20?30份；
[0014]磷酸鋅15?30份；
[0015]鐵紅O?20份；
[0016]鈦白粉15?30份；
[0017]螺旋藻手性吸波劑15?30份。
[0018]一種還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料，所述涂料由甲乙兩種組分按照質量配比為1:1構成；
[0019]按質量份數計，甲組分包括以下組分和含量:
[0020]水性環氧樹脂100份；
[0021]消泡劑0.5份;
[0022]蒸餾水10份；
[0023]按質量份數計，乙組分包括以下組分和含量:
[0024]水性環氧固化劑25份；
[0025]消泡劑0.1份；
[0026]分散劑1.2份；
[0027]超細滑石粉25份；
[0028]磷酸鋅20份；
[0029]鐵紅10份；
[0030]鈦白粉20份；
[0031]螺旋藻手性吸波劑20份。
[0032]所述水性環氧樹脂固含量為60%，環氧當量為730。
[0033]所述消泡劑為BYK-018。
[0034]所述分散劑為BYK-190。
[0035]所述水性環氧固化劑固含量為60%，胺氫當量為248。
[0036]所述螺旋藻手性吸波劑為具有螺旋結構的鍍鎳螺旋藻硅質殼體。
[0037]一種還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0038](I)螺旋藻手性吸波劑制備:
[0039]A、按比例配好螺旋藻生長的培養基，倒入滅菌后的錐形瓶內，再加入藻種放入光照培養箱，光照12小時、避光12小時，溫度37°C恒溫狀態培養2周過濾使用，用2.5%的戊二醛溶液將螺旋藻在4°C固定4小時，離心機分離出螺旋藻，離心機的轉速為1000轉/分，最后螺旋藻置于干燥箱干燥處理溫度37°C ;
[0040]B、稱得15份NiCl2.6Η20與螺旋藻放入燒杯加入溶劑攪拌至完全溶解得A液。稱得0.5份1?!14與0.06份KOH放入燒杯加入溶劑攪拌完全溶解的B液。將裝有A液的燒杯進行機械攪拌，同時在裝有A液燒杯的上方裝好有B液的恒壓滴液漏斗，調好速度滴入A液，反應結束后過濾、清洗、干燥、粉碎待用；
[0041]C、將實驗制得的鍍鎳螺旋藻粉末在中溫管式爐內進行熱處理，工藝條件為:450°C下保溫I小時。冷卻后獲得螺旋藻手性吸波劑；
[0042](2)按配方量的環氧樹脂和消泡劑加入攪拌器中，在300轉/分的速度攪拌下，再加入去離子水稀釋，高速分散30分鐘，得到甲組分；
[0043](3)按配方量將固化劑加入備料鍋中，在1000轉/分的速度下攪拌，加入消泡劑、分散劑、鈦白粉、超細滑石粉、磷酸鋅、鐵紅、螺旋藻手性吸波劑和適量的去離子水，在高速分散機上先低速分散，然后高速分散。在高剪切力的作用下，砂磨分散直到細度小于10 μπι，得到乙組分；
[0044](4)施工時需將所述甲組分、乙組分按配方量質量配比為1:1，混合，均勻攪拌，熟化10分鐘后即可使用。
[0045]本發明的有益效果是:本發明研制的還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料是以水性環氧樹脂為基料，固化劑為水性環氧固化劑的環境友好性防腐隱身涂料，其特點是附著力強，金屬表層除銹要求不高，具有高粘度，高固含量等特征，兩次施工成膜厚度可達百微米，成本低，生產工藝簡單。
[0046]漆膜中的鋁鎳含量高，在海洋環境中有效的起到了表面的電化學保護功能，特別適用于高溫、高濕的海洋環境金屬構件表面防腐。
[0047]漆膜中含有螺旋藻手性吸波劑，單個螺旋藻手性吸波劑微粒直徑為范圍為6?10 μ m，整體長度范圍為200?300 μ m，其手性尺寸范圍與微波和紅外段的波長接近，對電磁波有良好的屏蔽和吸收作用，達到對金屬基體的隱身。在海軍軍事裝備及重大的海洋鉆井平臺金屬結構表面防護等有重要的應用前景。
[0048]采用本發明涂料漆膜厚度100 μ m以上，經加速腐蝕模擬試驗耐中性鹽霧時間:800小時以上漆膜不變化。電磁參數測試顯示，螺旋藻負載鎳的介電常數變化不大，磁導率的變化較大磁損耗明顯增強。
【具體實施方式】
[0049]為了使本發明的內容更容易本清楚地理解，下面根據具體實施例，對本發明作進一步詳細的說明，
[0050]實施例1
[0051]還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料，其由甲乙兩種組分按照質量配比為1:1構成。按質量份數計，甲組分包括以下組分和含量:水性環氧樹脂100份消泡劑0.5份；蒸餾水10份。按質量份數計，乙組分包括以下組分和含量:水性環氧固化劑25份；消泡劑0.1份；分散劑1.2份；超細滑石粉25份；磷酸鋅20份；鐵紅10份；鈦白粉20份；螺旋藻手性吸波劑20份。
[0052]還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料的制備方法，步驟包括:
[0053](I)螺旋藻手性吸波劑制備，I)按比例配好螺旋藻生長的培養基，倒入滅菌后的錐形瓶內，再加入藻種放入光照培養箱，光照12小時、避光12小時，溫度37°C恒溫狀態培養2周過濾使用，用2.5 %的戊二醛溶液將螺旋藻在4°C固定4小時，離心機分離出螺旋藻，離心機的轉速為1000轉/分，最后螺旋藻置于干燥箱干燥處理溫度37°C。2)稱得15份NiCl2.6H20與螺旋藻放入燒杯加入溶劑攪拌至完全溶解得A液。稱得0.5份1?!14與0.06份KOH放入燒杯加入溶劑攪拌完全溶解的B液。將裝有A液的燒杯進行機械攪拌，同時在裝有A液燒杯的上方裝好有B液的恒壓滴液漏斗，調好速度滴入A液，反應結束后過濾、清洗、干燥、粉碎待用。3)將實驗制得的鍍鎳螺旋藻粉末在中溫管式爐內進行熱處理，工藝條件為:450°C下保溫I小時。冷卻后獲得螺旋藻手性吸波劑。
[0054](2)按配方量的環氧樹脂和消泡劑加入攪拌器中，在300轉/分的速度攪拌下，再加入去離子水稀釋，高速分散30分鐘，得到甲組分。
[0055](3)按配方量將固化劑加入備料鍋中，在1000轉/分的速度下攪拌，加入消泡劑、分散劑、鈦白粉、超細滑石粉、磷酸鋅、鐵紅、螺旋藻手性吸波劑和適量的去離子水，在高速分散機上低速分散，然后高速分散。在高剪切力的作用下，砂磨分散直到細度小于10 μ m，得到乙組分。
[0056](4)施工時需將所述甲組分、乙組分按配方量質量配比為1:1，混合，均勻攪拌，熟化10分鐘后即可使用。
[0057]涂料漆膜測試結果:耐中性鹽霧時間:850小時。介電損耗:最大吸收峰在9.1GHz,反射率為-17.12dB。
[0058]實施例2
[0059]還原法螺旋藻負載鎳水性防腐隱身涂料，其由甲乙兩種組分按照質量配比為1:1構成。按質量份數計，甲組分包括以下組分和含量:水性環氧樹脂100份；消泡劑0.5份；蒸餾水10份。按質量份數計，乙組分包括以下組分和含量:水性環氧固化劑25份