一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料

摘要

本发明提供了一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，属于涂料领域。本发明提供的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料包括按重量份计的0.5‑1份功能微胶囊、40‑45份油溶性树脂、40‑50份溶剂、5‑15份增韧剂以及0.1‑0.5份润湿流平剂以及2‑4份酸剂。本发明以油溶性树脂为成膜物质，并添加功能微胶囊、润湿流平剂及增韧剂制备而得。由于成膜物质是易溶于油的，且微胶囊会遇油破裂，释放染料，当航空煤燃油滴落待测区域时，会快速溶解掉成膜物质及微胶囊，从而释放出染料，与涂层中的酸类物质反应并显色，即可使涂层变色，从而解决了飞机试飞过程中的燃油显色问题。

权利要求

1.一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，其特征在于，包括按重量份计的0.5-1份功能微胶囊、40-45份油溶性树脂、40-50份溶剂、5-15份增韧剂以及0.1-0.5份润湿流平剂以及2-4份酸剂，其中，所述功能微胶囊包括芯材以及用于包裹所述芯材的壁材，

所述芯材包括隐色体染料，

所述壁材由易溶于航空汽油的材料制成，

所述溶剂在常温常压下不能溶解所述壁材，

所述隐色体染料选自螺环吡喃隐色体染料、醌类隐色体染料、噻嗪隐色体染料、噁嗪隐色体染料、吩嗪隐色体染料、三芳甲烷隐色体染料、苯酚类隐色体染料、荧烷隐色体染料或四氮唑盐隐色体染料中的任意一种或任意多种，所述酸剂选自邻苯二甲酸、脂肪酸、水杨酸、草酸、双酚-A、ZnCl2、FeCl3中的任意一种或任意多种。

2.根据权利要求1所述的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，其特征在于，所述油溶性树脂选自油溶性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、石油树脂、松香或改性松香中的任意一种或任意多种。

3.根据权利要求1所述用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，其特征在于，所述功能微胶囊的制备原料包括按重量份计的50-60份稀释剂、20-30份水、0.5-2份隐色体染料、0.5-2份水溶性单体、2-4份油溶性单体、0.5-2份乳化剂以及0.5-2份催化剂，所述稀释剂选自苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、醋酸丁酯、醋酸丙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丙酮、丁酮、甲乙酮、二乙酮、环己酮、甲基异丁基酮、甲基正丁基酮、200#溶剂油、松香水、正己烷、正辛烷、正癸烷、二氯乙烷、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔戊醇、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚、环己烷、二氯乙烷中的任意一种或任意多种。

4.根据权利要求3所述用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，其特征在于，所述催化剂选自脂肪族胺类、脂环族胺类、醇类化合物、芳香族胺类、二月桂酸二丁基锡、有机铋或三嗪类三聚催化剂中的任意一种或任意多种。

5.根据权利要求3所述用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，其特征在于，所述水溶性单体为有机多元异氰酸酯。

6.根据权利要求3所述用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，其特征在于，所述油溶性单体为端羟基化合物和/或二胺化合物。

7.根据权利要求3所述用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，其特征在于，所述功能微胶囊的制备方法包括如下步骤：步骤1，将水溶性单体和乳化剂溶解于水中，得水性溶液；

步骤2，将油溶性单体和隐色体染料溶解于稀释剂中，得油性溶液；

步骤3，将油性溶液加入水性溶液中，高速剪切5-20分钟，再以500-1500rpm的转速搅拌

10-30分钟，得分散液；

步骤4，将分散液升温至40-50℃，搅拌10-30分钟后，滴加催化剂，滴加完成后升温至

60-70℃，继续搅拌1-3小时，得胶囊液；

步骤5，将胶囊液自然冷却至室温，过滤，水洗，干燥，即得功能微胶囊。

8.权利要求1-7中任意一项所述的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料的制备方法， 包括如下步骤：将油溶性树脂加入至溶剂中，搅拌30～40分钟使油溶性树脂充分溶解，依次加入功能微胶囊、酸剂、润湿流平剂以及增韧剂，加入过程中保持搅拌，搅拌均匀后即得。

说明书

一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料

技术领域

[0001] 本发明涉及一种显色涂料，具体涉及一种用于检验溢出航空燃油的功能微 胶囊显色涂料，属于涂料领域。

背景技术

[0002] 目前我国飞机燃油的常用型号为RP-3号，由于该型号航空燃油为澄清透明 液体，且具有挥发性，在高速气流下，泄漏的航空燃油会很快挥发，不易监测。 根据飞行试验要求，为了监测飞机试飞过程中是否有航空燃油从飞机油箱通气 口处泄漏，需要在飞机油箱通气口周围涂覆一种检测溢出燃油的涂层，即在试 飞过程中吸附油箱通气口处溢出的燃油并留下有效证据。而航空燃油的主要成 分为碳原子数10～16的饱和烷烃及体积分数不大于25％的芳香烃混合物，其化 学性质十分稳定，很难与其他物质发生化学、显色反应，因此国内外尚无成熟 的航空燃油显色涂料，该显色问题一直是试飞过程中的难点。而专利CN 103148997A虽已研制了燃油显色涂料，但其研制的显色涂料遇水溶解，附着力 很差，试飞过程中会掉落，且燃油吸附后显色效果不佳。因此需要一种有效实 用的燃油显色涂料来解决飞机试飞过程中的燃油显色问题。

发明内容

[0003] 为了解决上述问题，本发明提供了一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶 囊显色涂料，用于用于检验飞机在飞行过程中是否泄露燃油。

[0004] 具体地，本发明是通过下述技术方案实现的：

[0005] 一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，包括按重量份计的 0.5-1份功能微胶囊、40-45份油溶性树脂、40-50份溶剂、5-15份增韧剂以及 0.1-0.5份润湿流平剂以及2-4份酸剂，

[0006] 其中，所述功能微胶囊包括芯材以及用于包括所述芯材的壁材，

[0007] 所述芯材包括隐色体染料，

[0008] 所述壁材由易溶于航空汽油的材料制成，

[0009] 所述溶剂在常温常压下不能溶解所述壁材。

[0010] 优选地，所述油溶性树脂选自油溶性酚醛树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、 聚酯树脂、石油树脂、松香或改性松香中的任意一种或任意多种。

[0011] 优选地，所述溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、醋酸丁酯、醋 酸丙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丙酮、丁酮、甲乙酮、二乙酮、环己酮、甲基 异丁基酮、甲基正丁基酮、200#溶剂油、松香水、正己烷、正辛烷、正癸烷、 二氯乙烷、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔戊醇、乙二醇乙醚、 乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯 醚、环己烷或二氯乙烷中的任意一种或任意多种。

[0012] 优选地，所述增韧剂选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二 甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、己二酸二辛酯、己二 酸二异癸酯、己二酸二异壬酯、壬二酸二辛脂、癸二酸二辛脂、癸二酸二丁酯、 磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己)酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸三苯酯、磷酸三(异丙 基苯酯)、环氧脂肪酸甘油酯、环氧脂肪酸单酯、环氧四氢邻苯二甲酸酯中的任 意一种或任意多种。

[0013] 优选地，所述润湿流平剂选自BYK333、BYK344、BYK310、BYK306、 BYK307、Tego370、Tego410、Tego425、Tego2250、EFKA3030、EFKA3031、 EFKA3033、EFKA3034、EFKA3037、EFKA3236、EFKA3239、EFKA3600、 EFKA3772、EFKA3777、EFKA3778、EFKA3886、SN4384、SN4331、SN4333、 SN4345、SN4341、SN4034、SN4335中的任意一种或任意多种。

[0014] 优选地，所述隐色体染料选自螺环吡喃隐色体染料、醌类隐色体染料、噻 嗪隐色体染料、噁嗪隐色体染料、吩嗪隐色体染料、三芳甲烷隐色体染料、苯 酚类隐色体染料、荧烷隐色体染料或四氮唑盐隐色体染料中的任意一种或任意 多种。

[0015] 优选地，所述功能微胶囊的制备原料包括按重量份计的80-90份稀释剂、 20-30份水、0.5-2份隐色体染料、0.5-2份水溶性单体、2-4份油溶性单体、0.5-2 份乳化剂以及0.5-2份催化剂。

[0016] 优选地，所述稀释剂选自苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、醋酸丁酯、 醋酸丙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丙酮、丁酮、甲乙酮、二乙酮、环己酮、甲 基异丁基酮、甲基正丁基酮、200#溶剂油、松香水、正己烷、正辛烷、正癸烷、 二氯乙烷、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔戊醇、乙二醇乙醚、 乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯 醚、环己烷、二氯乙烷中的任意一种或任意多种。

[0017] 优选地，所述乳化剂选自脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、 聚氧乙烯脂肪醇醚、蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯、司盘类化合物、吐温类 化合物中的任意一种或任意多种。

[0018] 优选地，所述催化剂选自脂肪族胺类、脂环族胺类、醇类化合物、芳香族 胺类、二月桂酸二丁基锡、有机铋或三嗪类三聚催化剂中的任意一种或任意多 种。

[0019] 优选地，所述酸剂选自邻苯二甲酸、脂肪酸、水杨酸、草酸、双酚-A、ZnCl2、 FeCl3中的任意一种或任意多种。

[0020] 优选地，所述水溶性单体为有机多元异氰酸酯

[0021] 优选地，所述油溶性单体为端羟基化合物和/或二胺化合物。

[0022] 优选地，所述功能微胶囊的制备方法包括如下步骤：

[0023] 步骤1，将水溶性单体和乳化剂溶解于水中，得水性溶液；

[0024] 步骤2，将油溶性单体和隐色体染料溶解于稀释剂中，得油性溶液；

[0025] 步骤3，将油性溶液加入水性溶液中，高速剪切5-20分钟，再以500-1500rpm 的转速搅拌10-30分钟，得分散液；

[0026] 步骤4，将分散液升温至40-50℃，搅拌10-30分钟后，滴加催化剂，滴加 完成后升温至60-70℃，继续搅拌1-3小时，得胶囊液；

[0027] 步骤5，将胶囊液自然冷却至室温，过滤，水洗，干燥，即得功能微胶囊。

[0028] 上述任意一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料的制备方法包 括如下步骤：

[0029] 将油溶性树脂加入至溶剂中，搅拌30～40分钟使油溶性树脂充分溶解，依 次加入功能微胶囊、酸剂、润湿流平剂以及增韧剂，加入过程中保持搅拌，搅 拌均匀后即得。

[0030] 本发明提供的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料的显色方法， 包括如下步骤：将显色涂料涂覆于待测区域，厚度为30～100um，常温干燥2～3 小时；飞机试飞完成后，用肉眼直接观察飞机燃油显色剂涂覆区域，如果涂覆 区域的涂层有明显的斑点或线条，表明被测区域显色剂涂膜被溶解，涂膜中的 微胶囊破裂并显色，证明有飞机燃油泄露并从其上流过。

[0031] 本发明提供的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料去除方法，包 括如下步骤：用航空燃油浸润涂覆燃油显色剂的区域，浸润20-60秒；用蘸有航 空燃油的抹布或纸张轻轻抹除被航空燃油溶解的微胶囊显色涂料。

[0032] 本发明的有益之处在于：本发明以油溶性树脂为成膜物质，并添加功能微 胶囊、润湿流平剂及增韧剂制备而得。当涂料涂覆在飞机待测区域，干燥后会 形成一层微米级厚度的涂膜。由于成膜物质是易溶于油的，且微胶囊会遇油破 裂，释放染料，当航空煤燃油滴落待测区域时，会立即浸润并被吸附其上，继 而会快速溶解掉成膜物质及微胶囊，而原本均匀分布在涂膜中包覆染料的微胶 囊在遇油之后破裂，释放出染料，与涂层中的酸类物质反应并显色，即可使涂 层变色。变色过程为不可逆过程，可目视观察变色区域从而判断燃油流过痕迹。 该方案的原理是利用燃油溶破显色微胶囊，使得微胶囊内部显色染料释放，接 触涂层中的酸性物质，染料发生不可逆的变色反应，从而显色。显色剂不会与 雨水等其他物质反应，显色痕迹也可在试飞过程中持续保持不会被破坏。此外， 由于涂膜易溶于航空燃油，不溶于水，且含有增韧剂，附着力及耐低温性能优 异，能够适应飞机试飞环境要求。

附图说明

[0033] 图1为本发明实施例1-2中用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料制 备流程图；

[0034] 图2为本发明实施例1-2中用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料中 功能微胶囊的结构示意图。

具体实施方式

[0035] 下面结合具体实施方式来对本发明进行进一步详细阐述，下述实施例仅用来 解释本发明，并不能视为对本发明的进一步限制。

[0036] 下述实施例中的原料来源如下：

[0037] 原料 型号 厂家马林酸树脂 422 江西杰森树脂有限公司
单组份丙烯酸树脂 FX-9127 南通方鑫化工有限公司

[0038] 实施例1

[0039] 一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，具体组分及用量如表1 所示。

[0040] 表1实施例1的涂料组分表

[0041]

[0042]

[0043] 图1为本发明实施例1-2中用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料制 备流程图。

[0044] 如表1所示，本实施例提供的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂 料制备方法如下：

[0045] 步骤1，将按重量份计的42份的马林酸树脂加入至由20份的二甲苯、16 份的环己烷、6份的醋酸丁酯组成的混合溶剂中，300rpm搅拌30分钟，使马林 酸树脂充分溶解，得混合液A，

[0046] 步骤2，向混合液A中加入0.9份的功能微胶囊，搅拌5分钟使其分散均匀， 得混合液B；

[0047] 步骤3，向混合液A中加入4份水杨酸，搅拌3分钟，得混合液C；

[0048] 步骤4，向混合液C中依次加入0.3份的BYK310、0.2份的SN4333和0.1  份的Tego410，每种润湿流平剂的加入时间间隔为5分钟，所有润湿流平剂添加 完毕后，搅拌5分钟，得混合液D；

[0049] 步骤5，向混合液D中依次加入9份的邻苯二甲酸二辛酯和5.5份的己二酸 二异壬酯，搅拌30分钟使各组分充分混合后即得用于检验溢出航空燃油的功能 微胶囊显色涂料。

[0050] 图2为本发明实施例1-2中用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料中 功能微胶囊的结构示意图。

[0051] 如图2所示，本实施例提供的功能微胶囊10由芯材11和完全包裹芯材的 壁材12组成。当接触到航空汽油后壁材12溶解，芯材暴露在酸性11环境下从 而显色。

[0052] 本实例中的功能微胶囊原料及用量如表1所示，具体制备方法如下：

[0053] 步骤1，将按重量份计的4份的聚乙二醇400和2份吐温80溶解于25份去 离子水中，得水性溶液；

[0054] 步骤2，将2份甲苯二异氰酸酯和2份结晶紫内酯溶解于60份丙酮中，得 油性溶液；

[0055] 步骤3，将油性溶液加入水性溶液中，高速剪切10分钟，再以1500rpm的 转速搅拌20分钟，得分散液；

[0056] 步骤4，将分散液升温至50℃，搅拌10-30分钟后，以滴加的方式加入1 份三乙胺，滴加完成后升温至60℃，继续搅拌2小时，得胶囊液；

[0057] 步骤5，将胶囊液自然冷却至室温，过滤，水洗，干燥，即得功能微胶囊。

[0058] 实施例2

[0059] 一种用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料，具体组分及用量如表2 所示。

[0060] 表2实施例2的涂料组分表

[0061]

[0062]

[0063] 图1为本发明实施例1-2中用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料制 备流程图。

[0064] 如表1所示，本实施例提供的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂 料制备方法如下：

[0065] 步骤1，将按重量份计的40.4份的单组份丙烯酸树脂加入至由30份的丙酮、 12份的环己烷、6.4份的醋酸丁酯组成的混合溶剂中，300rpm搅拌30分钟，使 单组份丙烯酸树脂充分溶解，得混合液A，

[0066] 步骤2，向混合液A中加入0.9份的功能微胶囊，搅拌5分钟使其分散均匀， 得混合液B；

[0067] 步骤3，向混合液A中加入4份ZnCl2，搅拌3分钟，得混合液C；

[0068] 步骤4，向混合液C中依次加入0.3份的BYK310和0.1份的BYK333，每 种润湿流平剂的加入时间间隔为5分钟，所有润湿流平剂添加完毕后，搅拌5 分钟，得混合液D；

[0069] 步骤5，向混合液D中依次加入2份的邻苯二甲酸二辛酯和8份的己二酸 二正辛酯，搅拌30分钟使各组分充分混合后即得用于检验溢出航空燃油的功能 微胶囊显色涂料。

[0070] 图2为本发明实施例1-2中用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料中 功能微胶囊的结构示意图。

[0071] 如图2所示，本实施例提供的功能微胶囊10由芯材11和完全包裹芯材的 壁材12组成。当接触到航空汽油后壁材12溶解，芯材11暴露在酸性环境下从 而显色。

[0072] 本实例中的功能微胶囊原料及用量如表1所示，具体制备方法如下：

[0073] 步骤1，将按重量份计的4份的4，4-二氨基二苯甲烷和2份司盘80溶解于 水中，得水性溶液；

[0074] 步骤2，将2份的4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯和2份结晶紫内酯溶解于55 份二甲苯中，得油性溶液；

[0075] 步骤3，将油性溶液加入水性溶液中，高速剪切10分钟，再以1500rpm的 转速搅拌20分钟，得分散液；

[0076] 步骤4，将分散液升温至50℃，搅拌10-30分钟后，以滴加的方式加入1 份二月桂酸二丁基锡，滴加完成后升温至60℃，继续搅拌2小时，得胶囊液；

[0077] 步骤5，将胶囊液自然冷却至室温，过滤，水洗，干燥，即得功能微胶囊。

[0078] 测试例1

[0079] 实施例1制得的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料各性能的测 试结果和检测方法如表3所示。

[0080] 表3实施例1涂料的性能

[0081]

[0082]

[0083] 由上表可知，实施例1提供的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂 料附着力及耐低温性能优异，满足飞机试飞环境要求。

[0084] 测试例2

[0085] 实施例2制得的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料各性能的测 试结果和检测方法如表3所示。

[0086] 表4实施例2涂料的性能

[0087]

[0088]

[0089] 由上表可知，实施例2提供的用于检验溢出航空燃油的功能微胶囊显色涂料附 着力及耐低温性能优异，满足飞机试飞环境要求。