船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料及其製備方法
2023-06-19 16:13:36 2
專利名稱：船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及塗料領域，具體為一種船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料及其製備方法。
背景技術：
船舶壓載艙常年經受海水的浸潤和乾濕交替的考驗，所以壓載艙是船體上腐蝕最嚴重的部位。壓載艙發生腐蝕往往是由於其表面防護塗層在苛刻條件下萌生裂紋，並且會逐漸擴展，導致腐蝕介質滲透到基材表面，嚴重時會導致基材發生孔蝕、縫隙腐蝕等。壓載艙塗層一般是多道塗層體系，幹膜總厚度較厚，達320微米以上，固化後塗層內有較大應力存在，特別是在交變溫度條件下，應力會增大，當超過與基材的結合力時，塗層就會開裂或剝落。降低塗層的內應力可通過加入彈性體或使用彈性好的固化劑來提高塗層的柔韌性，但這種有機塗層在長期交變溫度條件下也會降解，進而影響塗層的耐久性。
發明內容
本發明提供了一種耐久性良好的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料及其製備方法，解決現有技術中存在的壓載艙塗層容易開裂或剝落等問題，所獲得的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料具有良好的韌性。本發明的技術方案是—種船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料，所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料由以下兩組分構成；按重量份數計，組分一包括以下組分和含量環氧樹脂10 --60份
石油樹脂1 15份;
抗裂材料2 20份；
著色顏料2 30份；
體質顏料5 30份；
助劑0. 5 5份溶劑0.5 70份；按重量份數計，組分二包括以下組分和含量溶劑0 80份；固化劑20 100份；組分一與組分二的重量配比為(100 5) (100 100)。所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、羥甲基雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、有機矽改性雙酚A型環氧樹脂、有機鈦改性雙酚A型環氧樹脂、尼龍改性環氧樹脂、氟化環氧樹脂、線型苯酚甲醛環氧樹脂、鄰甲酚甲醛環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、 縮水甘油胺型環氧樹脂之一或復配。所述石油樹脂指C5、C9石油樹脂、古馬隆樹脂之一或復配。所述的固化劑為聚醯胺、改性多胺或酚醛改性胺。目前，市售的聚醯胺固化劑，如 YD-115、YD-127、YD-128、V-115、V-125 或 V-140 等。酚醛改性胺，如JA-1、701、702、703、 703-A 或 T31 等。改性多元胺固化劑，如TY-200、TY-203、TY-300、TY-3051、TY-650、TY-651、 TY-600、TG-Ol 1、AH-I、AH-2 或 AH-3 等。所述的抗裂材料是無機纖維材料，如玄武巖纖維或玻璃纖維，纖維直徑0. 1-20 微米，平均長度20-500微米。所述的著色顏料是鈦白粉、氧化鋅、鋅鋇白、銻白、炭黑、氧化鐵黃、氧化鐵紅、鐵藍、群青、大紅粉、甲苯胺紅、酞菁蘭、酞菁綠等之一種或復配。所述的體質顏料是重晶石粉、沉澱硫酸鋇、重體碳酸鈣、輕體碳酸鈣、滑石粉、瓷土、雲母粉等之一種或復配。所述助劑是塗料常用的分散劑、消泡劑、流平劑和/或防沉劑。分散劑，如Β ( 公司的 Anti-Terra-P、Anti-Terra-204 或 Disperbyk-163 ；荷蘭 EFKA 公司的 EFKA-44 或 EFKA-47 ；臺灣德謙公司的904或904S。消泡劑，如Henkel公司的Perenol El、Perenol F40、Perenol S4、Perenol S400 或 Perenol S43 ；臺灣德謙公司的 5500 或 6500 ;Tego 公司的 Tego Airex930Tego Flow300 ；流平劑，如:BYK 公司的 BHP_;354、3609 或 3529 Jego 公司的 iTego Flow300, Tego FlowZFS460 或 iTego Glide 100。防沉劑可用兩類，一類是氫化蓖麻油衍生物類，如Henkel 公司的Rilanit Special Micro Rilanit HT Extra ；另一類是有機改性膨潤土類，如美國NL公司的ΒΕΝΤ0ΝΕ 27或ΒΕΝΤ0ΝΕ 34。溶劑是製備環氧塗料中常用的溶劑，如甲苯、二甲苯、正丁醇、環己酮等之一種或復配。所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料的製備方法，按下列順序和步驟進行1)組分一的製備方法把溶劑、環氧樹脂、石油樹脂加入反應釜中，200-500rpm攪拌10-30分鐘；再加入助劑，200-500rpm攪拌5_15分鐘，最後加入抗裂材料、著色顏料、體質顏料，500-1500rpm攪拌20-40分鐘，出料，過濾，包裝；2)組分二的製備方法把溶劑、固化劑加入反應釜中，200-500rpm攪拌10-30分
鍾，出料，過濾，包裝。所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料的製備方法，組分一加入組分二時，攪拌均勻，施工於基材上，在10°C 120°C固化5分鐘 15天，形成船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗層。本發明的優點如下1、本發明船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料由環氧樹脂、玻璃纖維、常溫固化劑等組成，該塗料具有卓越的防腐蝕性能，塗層有較好的耐蝕性。2、本發明不含鉛鉻等有毒防鏽顏料，是環保型塗料。3、本發明使用抗裂材料提高了塗層抗應力開裂能力，延長了使用壽命。
具體實施例方式本發明船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料的評價方法如下採用多次噴塗方法在膠片噴塗製備的壓載艙塗料。各種塗料的乾燥條件是 25士2°C乾燥7天。各種塗層的幹膜厚度在0.6mm。塗層完全乾燥後小心從膠片上剝離塗層，剝離後的塗層用刀裁成30mmX4mm的樣條用於熱機械分析(TMA)試驗。TMA試驗的加熱速率為5°C /min。根據TMA的試驗得到的塗層熱膨脹係數來評價塗層內應力的大小。比較例1組分一的製備方法把甲苯40kg、E42環氧樹脂30kg、C5石油樹脂2kg加入到反應釜中，300rpm (轉/分)攪拌15分鐘；再加入Anti-Terra-P分散劑0. 2kg、Perenol El消泡劑 0. 2kg、Tego Flow300 流平劑 0. 3kg、BENTONE 27 防沉劑 0. 3kg, 400rpm 攪拌 10 分鐘， 最後加入鈦白粒度為325目)、滑石粉25kg(粒度為800目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的製備方法把溶劑甲苯30kg、正丁醇40kg、TY_203聚醯胺固化劑30kg加入反應釜中，200-500rpm攪拌10分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 84，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴塗乾燥。比較例2組分一的製備方法把二甲苯Mkg、E51環氧樹脂30kg、C9石油樹脂7kg加入到反應釜中，300rpm攪拌15分鐘；再加入EFKA-44分散劑0. 5kg,Perenol S43消泡劑0. 8kg、 Tego Glide 100流平劑0. 7kg、BENTONE 34防沉劑lkg，400rpm攪拌10分鐘，最後加入鈦白粉25kg (粒度為325目)、滑石粉20kg (粒度為500目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的製備方法把溶劑甲苯25kg、正丁醇25kg、YD_U8聚醯胺固化劑50kg加入反應釜中，200-500rpm攪拌15分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 52，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴塗乾燥。比較例3組分一的製備方法把二甲苯17kg、E44環氧樹脂50kg、C5石油樹脂12kg加入到反應釜中，300rpm攪拌15分鐘；再加入Disperbyk-163分散劑0. 5kg、PerenolS400消泡劑 lkg,Tego Flow ZFS460 流平劑 lkg、Rilanit HT Extra 防沉劑 1. 5kg，400rpm攪拌 10 分鐘， 最後加入鈦白粉Mkg (粒度為325目)、滑石粉^cg (粒度為1000目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的製備方法把溶劑甲苯^g、環己酮^g、T31酚醛改性胺固化劑90kg加入反應釜中，200-500rpm攪拌20分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 25，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴塗乾燥。實施例1組分一的製備方法把甲苯23kg、E42環氧樹脂30kg、C5石油樹脂2kg加入到反應釜中，300rpm攪拌15分鐘；再加入Anti-Terra-P分散劑0. 2kg,Perenol El消泡劑0. 2kg、Tego Flow300流平劑0. 3kg、ΒΕΝΤ0ΝΕ 27防沉劑0. 3kg,400rpm攪拌10分鐘，最後加入 17kg玄武巖纖維(平均長度50微米、直徑10微米)、鈦白粉粒度為325目)、滑石粉 25kg (粒度為800目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的製備方法把溶劑甲苯30kg、正丁醇40kg、TY_203聚醯胺固化劑30kg加入反應釜中，200-500rpm攪拌10分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 84，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴塗乾燥。實施例2組分一的製備方法把二甲苯5kg、E51環氧樹脂30kg、C9石油樹脂7kg加入到反應釜中，300rpm攪拌15分鐘；再加入EFKA-44分散劑0. 5kg、Perenol S43消泡劑0. 8kg、 Tego Glide 100流平劑0. 7kg、BENTONE 34防沉劑lkg，400rpm攪拌10分鐘，最後加入 IOkg玄武巖纖維(平均長度50微米、直徑150微米)、鈦白粉粒度為325目)、滑石粉20kg (粒度為500目)，IOOOrpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分一的製備方法組分二的製備方法把溶劑甲苯25kg、正丁醇25kg、YD_U8聚醯胺固化劑50kg加入反應釜中，200-500rpm攪拌15分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 52，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴塗乾燥。實施例3組分一的製備方法把二甲苯12kg、E44環氧樹脂50kg、C5石油樹脂12kg加入到反應釜中，300rpm攪拌15分鐘；再加入Disperbyk-163分散劑0. 5kg、PerenolS400消泡劑 lkg、Tego Flow ZFS460 流平劑 lkg、Rilanit HT Extra 防沉劑 1. 5kg，400rpm 攪拌 10 分鐘，最後加入5kg玻璃纖維(平均長度100微米、直徑13微米)、鈦白粉Mkg (粒度為325 目)、滑石粉粒度為1000目)，1000rpm攪拌30分鐘，出料，過濾，包裝，得到組分一。組分二的製備方法把溶劑甲苯^g、環己酮^g、T31酚醛改性胺固化劑90kg加入反應釜中，200-500rpm攪拌20分鐘，出料，過濾，包裝。按照重量比，組分一組分二 = 100 25，在組分一中加入組分二時，攪拌均勻， 噴塗乾燥。表1壓載艙塗層熱膨脹係數測試結果
權利要求
1. 一種船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料，其特徵在於，所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料由以下兩組分構成；按重量份數計，組分一包括以下組分和含量環氧樹脂10 60份石油樹脂1 〃 15 份；抗裂材料2 〃 20 份；著色顏料 1 30份；體質顏料 2 30份；助劑0. 5 5份；溶劑0. 5 70份；按重量份數計，組分二包括以下組分和含量溶劑 0 80份；固化劑 20 100份；組分一與組分二的重量配比為100 5 100 100。
2.根據權利要求1所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料，其特徵在於環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、羥甲基雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、有機矽改性雙酚A型環氧樹脂、有機鈦改性雙酚A型環氧樹脂、尼龍改性環氧樹脂、氟化環氧樹脂、線型苯酚甲醛環氧樹脂、鄰甲酚甲醛環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂之一或復配。
3.根據權利要求1所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料，其特徵在於抗裂材料是無機纖維材料，無機纖維材料為玄武巖纖維或玻璃纖維，纖維直徑0. 1-20微米，平均長度20-500微米。
4.根據權利要求1所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料，其特徵在於著色顏料是鈦白粉、氧化鋅、鋅鋇白、銻白、炭黑、氧化鐵黃、氧化鐵紅、鐵藍、群青、大紅粉、甲苯胺紅、酞菁蘭、酞菁綠之一種或復配。
5.根據權利要求1所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料，其特徵在於體質顏料是重晶石粉、沉澱硫酸鋇、重體碳酸鈣、輕體碳酸鈣、滑石粉、瓷土、雲母粉之一種或復配。
6.根據權利要求1所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料的製備方法，其特徵在於，按下列順序和步驟進行1)組分一的製備方法把溶劑、環氧樹脂、石油樹脂加入反應釜中，200-500rpm攪拌 10-30分鐘；再加入助劑，200-500rpm攪拌5_15分鐘，最後加入抗裂材料、著色顏料、體質顏料，500-1500rpm攪拌20-40分鐘，出料，過濾，包裝；2)組分二的製備方法把溶劑、固化劑加入反應釜中，200-500rpm攪拌10-30分鐘，出料，過濾，包裝。
7.根據權利要求6所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料的製備方法，其特徵在於組分一加入組分二時，攪拌均勻，施工於基材上，在10°c 120°C固化5分鐘 15天， 形成船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗層。
全文摘要
本發明涉及塗料領域，具體為一種船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料及其製備方法，解決現有技術中存在的壓載艙塗層容易開裂或剝落等問題。所述的船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗料由以下兩組分構成按重量份數計，組分一包括環氧樹脂、石油樹脂、抗裂材料、著色顏料、體質顏料、助劑、溶劑；組分二包括溶劑、固化劑；組分一加入組分二時，攪拌均勻，施工於基材上，在10℃～120℃固化5分鐘～15天，形成船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗層。本發明船舶壓載艙用抗開裂纖維增強環氧塗層具有較好的韌性和耐蝕性，不含鉛鉻等有毒防鏽顏料，使用抗裂材料提高可塗層抗應力開裂能力，延長使用壽命。
文檔編號C09D7/12GK102443338SQ20101050519
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者劉福春, 柯偉, 韓恩厚 申請人:中國科學院金屬研究所, 大連裕祥科技集團有限公司