学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于前线聚合原理的快速固化隐身涂料的研究

作　者: 涂琴丽
导　师: 周建萍
学　校: 南昌航空大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 快速固化雷达吸波隐身涂层光引发前线聚合附着力环氧封端聚氨酯
分类号: TQ637
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 49次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

隐身涂料（400m以上）在战机上涂装一般需要5~6天的时间，战机每飞行一次就要对损坏的涂层进行修复，为了满足战时高频率的出战要求，研究隐身涂层的快速固化技术具有重要意义和紧迫性。本文采用了一种新型的快速、环保、节能的固化方式——光引发前线聚合，以复合铁粉为吸波剂，以新型环氧封端聚氨酯改性环氧树脂体系为成膜物质，结合光/热引发剂复配技术，制备出性能优良的快速固化隐身涂料，并最终实现隐身厚涂层的快速固化，在隐身涂层的快速修补方面具有潜在的应用价值。该研究首先制备了不同类型环氧封端聚氨酯树脂体系，然后采用该树脂改性环氧树脂配制清漆，研究清漆的光引发前线聚合；继而研究了添加吸波剂的隐身涂料的固化工艺，并对硅烷偶联剂和表面处理工艺对涂层的性能影响进行了详细的讨论。主要研究内容及研究结论如下：1.环氧封端聚氨酯树脂的合成与表征。讨论了反应温度、反应时间和催化剂用量对异氰酸酯基反应程度的影响，采用FTIR和1HNMR测试手段对产物进行了表征，得到环氧封端聚氨酯树脂的最佳合成条件：预聚反应温度为70℃，封端反应温度为60℃，催化剂二月桂酸二丁锡用量为反应物总质量的1‰。对比了柔性环氧封端聚氨酯和E-44封端聚氨酯改性环氧树脂体系固化物的柔韧性，结果表明：以柔性环氧封端的聚氨酯改性环氧树脂的断裂伸长率达40.8%，明显优于后者。2.清漆的光引发前线聚合的研究。采用无纸记录仪和差示扫描量热仪（DSC）对清漆前线聚合行为和固化行为进行了研究。研究结果表明：不同分子量的聚乙二醇、-OH:-NCO:-OH基团摩尔比及不同种类的二异氰酸酯合成的环氧封端聚氨酯树脂，对清漆的前线聚合、固化行为有重要的影响。随着聚乙二醇分子量的增加，样品光引发时间减小和最高前线温度逐渐增加，前线聚合的引发速率相应增加。聚氨酯预聚体异氰酸根指数R越小，前线推动速率越大，光引发时间越长，而R值的大小对样品光引发最高前线温度几乎无影响。HDI合成的环氧封端聚氨酯，前线推动速率大，达到前线最高温度的时间也越短，但是光引发时间略长。3.雷达吸波隐身涂层固化工艺及其界面行为的研究。研究了硅烷偶联剂对吸收剂的表面处理、打磨和硅烷水解液处理基板对涂层附着的影响，并研究了不同快速固化涂料的涂层柔韧性。研究结果表明：打磨处理可以提高涂层附着力；含量2%硅烷偶联剂KH-560球磨处理吸收剂，涂层附着力提高到25.174MPa，提高了55.6%；含量3%硅烷偶联剂KH-560水解液处理基板，涂层与基板的附着力提高到27.885MPa，提高了90.67%。树脂体系对涂层柔韧性有较大影响，聚乙二醇分子量越小，聚氨酯预聚体R越小，合成的环氧封端聚氨酯树脂体系涂层的柔韧性越好，HDI为链状脂肪族异氰酸酯，柔顺性较好，合成的树脂制备的涂层柔韧性好，同时环氧封端聚氨酯在树脂体系中所占比例越大，涂层柔韧性也越好。吸收剂与胶粘剂质量比为6：1，隐身涂层柔韧性可达12mm。着重研究了不同功率紫外灯和不同固化灯距对隐身涂层所需的固化时间的影响。研究结果表明：紫外灯功率越大，灯距越小，涂层固化时间越短，但紫外灯功率太大，灯距太小，涂层表面存在缺陷，相反，涂层固化不完全。以紫外灯功率为2000W，灯距15cm为宜。最终制备出性能优良的快速固化隐身涂层：固化时间为2min，附着力为0级，柔韧性为12mm，耐冲击性为50kg cm。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-9
目录  9-11
第一章绪论  11-25
  1.1 引言  11-13
  1.2 雷达吸波隐身涂层研究概况  13-18
    1.2.1 雷达吸波隐身涂层工作原理  13-14
    1.2.2 雷达吸波隐身涂层国内外研究近况  14-15
    1.2.3 雷达吸波隐身涂层附着力的影响因素  15-16
    1.2.4 雷达吸波环氧树脂厚涂层的固化方法  16-18
  1.3 前线聚合  18-20
    1.3.1 前线聚合概述  18-19
    1.3.2 前线聚合反应机理  19
    1.3.3 前线聚合推进基本条件  19-20
    1.3.4 光引发前线聚合  20
  1.4 前线聚合研究进展  20-23
  1.5 本文研究内容  23-25
第二章新型环氧封端聚氨酯的合成  25-38
  2.1 引言  25-26
  2.2 实验部分  26-29
    2.2.1 实验材料及仪器  26-27
    2.2.2 环氧封端聚氨酯的合成  27-28
    2.2.3 拉伸试样的制备  28-29
    2.2.4 测试与表征  29
  2.3 结果与讨论  29-37
    2.3.1 环氧封端聚氨酯合成条件的优化  29-33
    2.3.2 环氧封端聚氨酯表征  33-35
    2.3.3 不同环氧封端聚氨酯改性环氧树脂的断裂伸长率的影响  35-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章环氧清漆的光引发前线聚合和固化行为研究  38-56
  3.1 引言  38-39
  3.2 实验部分  39-42
    3.2.1 实验材料及仪器  39-40
    3.3.2 阳离子光引发前线聚合机制  40-41
    3.2.3 光引发清漆前线聚合实验过程  41-42
    3.2.4 清漆的固化行为  42
    3.2.5 傅里叶变换红外光谱测试  42
  3.3 实验原材料的选择  42-45
    3.3.1 单体的选择  42-43
    3.3.2 稀释剂的选择  43
    3.3.3 光引发剂的选择  43-45
    3.3.4 热引发剂的选择  45
  3.4 结果与讨论  45-55
    3.4.1 EP-PU 分子结构对清漆光引发前线聚合的影响  46-50
    3.4.2 EP-PU 加入量对清漆光引发前线聚合的影响  50-51
    3.4.3 清漆固化行为研究  51-53
    3.4.4 光引发前线聚合产物表征  53-55
  3.5 本章小结  55-56
第四章雷达吸波隐身涂层固化体系及其界面行为的研究  56-69
  4.1 引言  56
  4.2 实验部分  56-59
    4.2.1 实验材料及仪器  56-57
    4.2.2 隐身涂层制备及固化  57
    4.2.3 复合铁粉的表面改性  57
    4.2.4 测试与表征  57-59
  4.3 结果与讨论  59-67
    4.3.1 改性前后复合铁粉红外表征  59-60
    4.3.2 表面处理工艺对雷达吸波隐身涂料界面行为的研究  60-64
    4.3.3 复合铁粉表面处理方法对雷达吸波隐身涂层附着力的影响  64-65
    4.3.4 快速固化雷达吸波隐身涂层固化工艺确定  65-66
    4.3.6 快速固化雷达隐身涂料配方的确定  66-67
  4.4 本章小结  67-69
第五章结论与展望  69-71
参考文献  71-75
攻读硕士期间完成论文目录  75-76
致谢  76-77

基于前线聚合原理的快速固化隐身涂料的研究

内容摘要

全文目录

相似论文