CN101100578A - 双组分防腐涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防腐涂料，尤其指含有钛镍纳米合金粉体，为双组分环氧防腐涂料，甲组分由环氧树脂、钛镍纳米合金粉体、防锈颜、填料、锈蚀稳定剂、防流挂助剂等组成，乙组分为腰果壳改性酚醛胺固化剂和聚酰胺环氧固化剂组成的复合固化剂，甲、乙组分的重量比为10∶1。该涂料具有极强的附着力和优良的物理机械性能及优异的耐油、耐水、耐酸碱、耐盐雾和耐温等化学性能，可作为一种通用型底漆，适宜于船舶各个主要部位；适于不同基材，如钢材、铝材、不锈钢等；能够全年的所有季节施工，即使在温度低至-5℃也可正常使用；该涂料还具有良好的配套性。

Description

双组分防腐涂料

技术领域

本发明涉及一种防腐涂料，尤其涉及一种适用于船舶各个部位、适合于各种基材且施工中不受季节影响的高性能防腐底漆。

背景技术

定期和及时对船舶实施防腐防锈处理是船舶保养的重要环节，需要对船舶的各个部位施用相应的防锈及防腐涂料。船底、甲板、船壳等不同部位在船舶的使用中处于不同的环境和使用状况，对于涂料的要求和操作条件也不同，所以，目前都是针对不同部位使用专用的涂料。例如，船底防锈漆是涂覆在船舶水线以下船底部位的一种专用涂料，其主要目的是防止钢板的锈蚀。由于船舶在航行期间船底无法保养维修，必须在船舶进坞时才能进行修理，因此，要求船底防锈涂料在经济技术指标允许的范围内尽可能地延长使用寿命，以延长重涂间隔和减少维修保养的费用。此外，对不同基材，如钢材、铝材、不锈钢，因为基材的性质不同，要求使用含不同活性颜填料的专用涂料，以提供良好的防腐蚀效果和优异的附着力。

目前我国现用船舶防腐蚀底漆主要有传统型聚酰胺固化环氧类防腐底漆、煤焦沥青改性环氧、氯化橡胶类和醇酸类防腐底漆，在水下部位大多采用煤焦沥青改性环氧底漆。该类涂料耐水性优异，性能价格比良好，但同时存在致命的缺点：在成膜物质中大量加入煤焦沥青，用量约占总量的40％以上；由于煤焦沥青无论在生产还是使用过程中对人体和环境会造成很大的伤害。随着环保要求的提高，其应用必将受到极大限制，欧洲发达国家已禁止此类产品的使用。此外，该类涂料沉淀严重，储存稳定性不好；该涂料受施工环境和温度的影响，在北海地区冬季5℃以下无法正常固化使用。

纵观国内涂料品种，还没有一种防腐蚀性能优异，可四季固化、具有底材适应性和面漆兼容性的高性能、低表面处理要求防腐涂料。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种通用型防腐涂料，对底材具有良好的适应性，尤其可以适用于船舶各个部位的保养和防腐处理，可以在不同基材上施工，并且可四季固化，使施工不受季节和气候的限制。

本发明还提供了所述防腐涂料的制备方法。

本发明提供了一种双组分防腐涂料，其由甲组分和乙组分按照10∶1的重量比调配而成，其中：

甲组分包含以下成分：

(1)双酚A环氧树脂：40～60重量份；

(2)混合溶剂：甲苯20～30重量份，丁醇3～8重量份，沸点在160～185℃的三甲苯10～30重量份；

(3)钛镍纳米合金粉体：6～12重量份；

(4)锈蚀稳定剂：锌黄2～5重量份，锶黄0.5～1重量份，

(5)防锈颜、填料：钛白8～15重量份，氧化锌1～2重量份，铝粉3～8重量份，磷酸盐2～5重量份，硫酸钡3～8重量份，云母20～30重量份，磷铬酸锌10～20重量份；

(6)防流挂剂：改性脲溶液0.5～2重量份；

乙组分包含以下成分：

(1)腰果壳改性酚醛胺固化剂：30～40重量份；

(2)聚酰胺环氧固化剂：30～40重量份；

(3)无水乙醇：15～30重量份。

本发明的防腐涂料是一种含有钛镍纳米合金粉体的双组分环氧防腐涂料，并且采用了复合固化剂，组成上述特定配方，目的就是克服现有技术的不足和缺点，而提供一种适宜于船舶各个主要部位、能够全年的所有季节施工，即使在温度低至-5℃也可正常使用，该涂料优异的附着特性适用于不同类型的底材，包括钢材、铝材、不锈钢等；对施工于其上的后续面漆无任何限制，可选用任何类型的涂料，如环氧、聚氨酯、沥青、丙烯酸、氯化橡胶、醇酸、酚醛和乙烯类，既可与之配套使用，也可单独作为防锈涂料和内防腐涂料使用，是具有极强的附着力和优良的物理机械性能及优异的耐油、耐水、耐酸碱、耐盐雾等性能的涂装底漆。

本发明的防腐涂料中采用的各种成分均可通过商购获得，优选地，钛镍纳米合金粉体为其中钛与镍的含量比为8～12∶1，且钛与镍的总量占该纳米粉体重量的95％以上的纳米级粉体；该钛镍纳米合金粉体优选的晶粒尺寸为20～40nm。

甲组分中的改性脲溶液，可以是改性脲重量含量在约40～60％的改性脲溶液，其在涂料中作为防流挂剂(或者说是防沉剂)。

本发明的双组分防腐涂料的制备方法，包括制备甲组分和乙组分的步骤：

使双酚A环氧树脂全部溶解于混合溶剂中，依次加入钛镍纳米合金粉体、锈蚀稳定剂和防锈颜、填料，进行搅拌、分散，研磨后缓慢加入防流挂剂，得到甲组分，研磨可以采用砂磨机等适当设备，使物料被研磨至适当的细度与粘度(细度一般60～80μm，粘度约为60～80s)，防流挂剂的加入要求以中速缓慢加入，使其被均匀分散，该甲组分成为防腐涂料的主体；

将腰果壳改性酚醛胺固化剂和聚酰胺环氧固化剂与无水乙醇一起调配均匀得到乙组分，成为涂料的复合固化剂。

本发明的涂料被用于防腐处理时，需要先将甲组分与乙组分按照大约10∶1的重量比调配均匀，然后可以采用喷涂、滚涂、刷涂等多种方式施用于待处理底材。本发明的双组分防腐涂料可作为船舶防腐处理的底漆，适用于船舶的各个主要部位，例如船舶的船底、甲板船壳、上层建筑和内部区域等，不再针对船舶的不同部位而需要准备多种不同底漆。

利用本发明的涂料对船舶实施保养可不受季节和气候的限制，即使在冬季较低的温度下也可很好地固化，优选地，采用本发明的双组分防腐涂料对船舶的防腐处理方法包括：将上述双组分防腐涂料的甲组分与乙组分按照大约10∶1的重量比调配均匀后作为底漆在高于-5℃的温度下施用于船舶的欲施工部位。

本发明的防腐涂料具有以下性能特点：

1、含有钛镍纳米合金粉体的环氧类通用型防锈底漆，具有极强的附着力和优良的物理机械性能。

2、可作为一种通用型底漆，能够适用于船舶各个主要部位，如船底、甲板、船壳、上层建筑、所有内部区域。具有优异的耐油、耐水、耐酸碱、耐盐雾和耐温等化学性能，可单独作为防锈涂料和内防腐涂料使用(耐油、水＞1年，耐5％NaOH和5％H₂SO₄＞1个月，耐盐雾＞5000小时)。

3、具有良好的固化性，四季均可使用，可在各种气候条件下施工，即使低温(-5℃)也可正常使用。

4、具有良好的底材适应性和优异的附着特性适用于不同类型的底材，可直接施工于喷砂或手工打磨的钢材、动力工具处理的焊缝、铝材、不锈钢、镀锌表面。

5、配套性良好，对施工于其上的后续面漆无任何限制，能与绝大多数涂料，如环氧、聚氨酯、丙烯酸、氯化橡胶、醇酸、酚醛和乙烯类涂料配套使用，作为通用型底漆使用，并可代替原配套底漆，也可单独作为防锈涂料和内防腐涂料使用。

总之，本发明的防腐涂料优异的固化性有利于安排施工时间，又由于通用性强，使用寿命长，从而节约大量涂装时间和经费，因而可广泛用于舰船、化工、机械等行业中的钢结构、管道、储罐、槽车及设备防腐工程，作低表面处理配套底漆或单独作为防腐涂料使用。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明的实施方案和所产生的有益效果做进一步的介绍，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的精神和实质。

实施例1

该含有钛镍纳米合金粉体的双组分防腐涂料的成分组成如下(各成分中除另有说明外，均为商购品)：

甲组分：

(1)双酚A环氧树脂：40克；

(2)混合溶剂：甲苯20克，丁醇5克，沸点160～185℃的三甲苯15克；

(3)钛镍纳米合金粉体(钛、镍的存在比例10∶1，且以合金粉体的总重量为基准，钛与镍的总含量高于95％，晶粒尺寸在20～40nm)：10克；

(4)锈蚀稳定剂及转化剂：锌黄3克，锶黄1克；

(5)防锈颜、填料：钛白12克，氧化锌2克，铝粉4克，磷酸盐3克，硫酸钡6克，云母22克，磷铬酸锌10克；

(6)防流挂剂：改性脲溶液(BYK-410防沉剂，改性脲浓度约50％)：0.5克；

乙组分：

(1)腰果壳改性酚醛胺固化剂(卡德莱公司产品，型号2094)：40克；

(2)T31聚酰胺环氧固化剂：40克；

(3)无水乙醇：20克。

甲组分∶乙组分＝10∶1(重量比)。

制备方法如下：

先将双酚A环氧树脂倒入由混合有机溶剂组成的溶液中进行搅拌、分散，使其全部溶解，约2～3小时。依次加入钛镍纳米合金粉体、锈蚀稳定剂及转化剂、和防锈颜、填料，进行搅拌、分散，经过砂磨机研磨至适当的细度与粘度(细度一般可60～80μm，粘度为60～80s)，最后在包装罐中，以中速分散缓缓加入防流挂剂，制成钛镍纳米通用型防锈底漆甲组分，外观为银棕色，待用。

将腰果壳改性酚醛胺固化剂和聚酰胺环氧固化剂与无水乙醇一起调配均匀得到乙组分，成为涂料的复合固化剂，外观为棕色透明液体，另行包装待用。

将得到的甲、乙组分按照比例调配后即成为一种可以适用于船舶各个部位，可四季固化、具有底材适应性和面漆兼容性的高性能、低表面处理要求的防腐底漆(称为“H2005钛镍纳米通用型防锈底漆”)。

按照国家标准GB6748-86“船用防锈漆通用技术条件”对该防锈底漆进行检测，结果如下表一：

表一、“H2005钛镍纳米通用型防锈底漆”的主要技术指标

检测项目	技术指标	检验数据
			颜色与外观	灰色	符合标准
粘度(涂-4，25℃)，S	60～80	65
			比重，g/cm3	约1.20	1.18
细度，μm	≤80	60
			干燥时间，h，25℃	表干≤4，实干≤24	表干4，实干22
附着力(划圈法)，级	1～2	1
			附着力(拉开法)，MPa	≥4	6
柔韧性，mm	1	1
			冲击强度，cm	≥40	50
固体含量，％	≥60	65
			理论用漆量，Kg/m2.道	0.15	符合标准
标准膜厚，μm/道	≥40	50
			耐酸性(10％H2SO4)	30d漆膜无变化	符合标准
耐油柴或汽油-水	30d漆膜无变化	符合标准
			耐盐水(3.5％Nacl)	90d漆膜无变化	＞1年无变化
盐雾试验	1000小时无变化	＞5000小时无变化
			耐蒸馏水	90d漆膜无变化	＞1年无变化
储存期，年	≥1	符合标准

将该底漆涂于钢材基材上置于不同温度环境下观察底漆的固化情况，发现该底漆在-5℃时仍可很好固化(在不同温度下固化时间会不同，例如35℃时，表干2小时，实干16小时；25℃时，表干4小时，实干22小时；-5℃时，表干6小时，实干26小时)。

对于不同温度下固化后的涂料，性能测定显示：附着力均能达到技术指标要求，没有显著变化。

利用该涂料施用在不同基材上，均能得到良好的防护效果，例如：施用于钢材、铝材和不锈钢表面，测得的附着力分别为6MPa、5MPa和4MPa。耐盐雾性能均达到了2000小时以上没变化。

在其上涂装环氧、聚氨酯、丙烯酸、氯化橡胶、醇酸、酚醛和乙烯类涂料时均能良好附着，测定拉开法附着力时为面漆剥离，而非层间剥离，证明该涂料的配套性能良好。

Claims (10)

1、一种双组分防腐涂料，其由甲组分和乙组分按照10∶1的重量比组合而成，其中：

甲组分包含以下成分：

(1)双酚A环氧树脂：   40～60重量份；

(2)混合溶剂：        甲苯20～30重量份，丁醇3～8重量份，

                     沸点在160～185℃的三甲苯10～30重量份；

(3)钛镍纳米合金粉体：6～12重量份；

(4)锈蚀稳定剂：      锌黄2～5重量份，锶黄0.5～1重量份，

(5)防锈颜、填料：    钛白8～15重量份，氧化锌1～2重量份，

                     铝粉3～8重量份，磷酸盐2～5重量份，

                     硫酸钡3～8重量份，云母20～30重量份，

                     磷铬酸锌10～20重量份；

(6)防流挂剂：        改性脲溶液0.5～2重量份；

乙组分包含以下成分：

(1)腰果壳改性酚醛胺固化剂：30～40重量份；

(2)聚酰胺环氧固化剂：      30～40重量份；

(3)无水乙醇：              15～30重量份。

2、根据权利要求1所述的双组分防腐涂料，其中，所述钛镍纳米合金粉体中钛与镍的含量比为8～12∶1，且钛与镍的总量占该纳米粉体重量的95％以上。

3、根据权利要求1或2所述的双组分防腐涂料，其中，所述钛镍纳米合金粉体的晶粒尺寸为20～40nm。

4、根据权利要求1所述的双组分防腐涂料，其中，所述改性脲溶液中改性脲的重量含量40～60％。

5、权利要求1～4任一项所述的双组分防腐涂料的制备方法，包括制备甲组分和乙组分的步骤：

使双酚A环氧树脂全部溶解于混合溶剂中，依次加入钛镍纳米合金粉体、锈蚀稳定剂和防锈颜、填料，进行搅拌、分散，研磨后缓慢加入防流挂剂，得到甲组分；

将腰果壳改性酚醛胺固化剂和聚酰胺环氧固化剂与无水乙醇一起调配均匀得到乙组分。

6、权利要求1～4任一项所述的双组分防腐涂料作为船舶防腐处理的底漆的应用。

7、根据权利要求6所述的应用，包括对船舶的船底、甲板船壳、上层建筑和内部区域的处理。

8、船舶的防腐处理方法，包括：将权利要求1～4任一项所述的双组分防腐涂料的甲组分与乙组分按照10∶1的重量比调配均匀后作为底漆在高于-5℃的温度下施用于船舶的欲施工部位。

9、根据权利要求8所述的处理方法，其中，船舶的欲施工部位包括船底、甲板船壳、上层建筑或内部区域。

10、根据权利要求8所述的处理方法，其中，所述欲施工部位的基材包括钢材、铝材、或不锈钢。