CN101134867A - 船舶压载舱涂料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明为船舶压载舱涂料组合物，属涂料化工制造业。它采用特种液体石油树脂对环氧树脂改性，并利用固化剂的协同固化作用获得综合性能优良的、不含焦油的、运用于装载海水的船舶压载舱等腐蚀环境的高性能环氧涂料组合物。它具有耐水、耐腐蚀、良好的柔韧性及优异的附着力和抗渗出性。它的组成为：特种液体石油树脂5～30％；环氧树脂1 10～40％；环氧树脂2 10～40％；钛白粉18～30％；滑石粉10～40％；防流挂剂0.5～1.5％；防沉剂0.5～2％；二甲苯2～10％；固化剂15～39％；固化剂25～39％。特种液体石油树脂为高羟基含量的液态石油树脂，羟基含量在1.0～10.0之间。
Description
【技术领域】
本发明是一种采用特种液体石油树脂对环氧树脂进行改性，获得的防腐蚀涂料，特别涉及海上行驶的船舶压载舱涂料组合物，属涂料化工制造业。
【背景技术】
在我国改革开放近三十年的发展中，我国的船舶制造业和海上运输业已跃居世界前列。在海上行驶的货运船承担着海上运送集装箱货物的重任，担任货运的海船有长时载货的过程，也有短暂空载的时候。而船体下部是一个半纺锤形壳体，它浸没在海水中需要一定的稳定性和“吃水线”，而船体底层的压载舱就承担着保持船体稳定性和吃水线的重大任务。压载舱主要是灌入海水或泵出海水来用于消除或恢复船体的浮力、平衡船体以及调节吃水线。当装有货物时压载舱内的海水需要部分或者全部排空，以减少浮力；空载或装货较少时需要注入一定量的海水，以增加浮力。为此压载舱要常年经受海水的浸润和干湿交替的考验，所以压载舱是船体上腐蚀最严重的部位。压载舱成了船舶的最大安全隐患，仅上世纪90年代就因为压载舱腐蚀而报废了100多条船，共计100多万吨位。压载舱表面是用防腐蚀涂料复盖的。传统的压载舱涂料以环氧沥青和普通石油树脂改性环氧为主体。使用最多的是高固体分环氧煤焦沥青涂料，虽然它具有优异的耐盐水和低表面处理施工适应性，但因煤焦沥青含有致癌物，其使用范围受到了限制，在发达国家已禁止使用。沥青的替代品固体芳香石油树脂和古玛隆树脂兼有性能和价格两者的优势开始得到应用，但它们的软化点较高，需用液体氯化石蜡或邻苯二甲酸酯增塑，影响了涂料性能，纯环氧涂料有着优异的耐腐蚀性能，但也存在柔韧性差的缺点，对底材处理要求非常苛刻，一般船厂很难达到其处理标准。近年来，逐渐开发出使用石油树脂替代煤焦油的环氧树脂涂料。例如公开号为CN1272125A和CN1185799A。具体的说，CN1272125A采用酚式羟基芳香族石油树脂与环氧树脂和固化剂配合。CN1185799A采用软化点为50～150℃的含羟基石油树脂或裂解渣油与环氧树脂和胺固化剂进行组合。上述专利中的环氧涂料均采用固态石油树脂配合，存在如下几个缺点：首先，由于固体石油树脂无反应官能团，在涂料中是以混合物状态出现，并未参与固化反应，极易渗出，严重影响层间附着力。其次，由于目前大部分石油树脂属于芳香族，极易黄变。
为了同时克服上述缺点，本发明人通过深入研究，在环氧涂料中引入高羟基含量的液态石油树脂，石油树脂中的羟基与环氧固化剂中的胺基形成共价键。并利用固化剂的协同固化作用来获得高性能改性环氧压载舱涂料。本发明就是在这样一个背景下应运而生的。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种船舶压载舱涂料组合物，它是采用特种液体石油树脂对环氧树脂改性，并利用固化剂的协同固化作用获得综合性能优良的不含焦油的适用于装载海水的船舶压载舱及其它钢结构防腐蚀环境的高性能环氧涂料组合物。
(一)组合物组成：
涂料组成 含量
特种液体石油树脂 5～30％
环氧树脂1 10～40％
环氧树脂2 10～40％
钛白粉 18～30％
滑石粉 10～40％
防流挂剂 0.5～1.5％
防沉剂 0.5～2％
二甲苯溶剂 2～10％
固化剂1 5～39％
固化剂2 5～39％
以上均为百分含量
组合物的第二个特点是特种液体石油树脂为高羟基含量的液态石油树脂，羟基含量在1.0～10.0之间；组合物的第三个特点是环氧树脂1选自环氧当量100～500之间的树脂；组合物的第四个特点是环氧树脂2选自环氧当量400～10000之间的树脂；组合物的第五个特点是防流挂剂是酰胺蜡、酰胺蜡改性蓖麻油衍生物中的一种；组合物的第六个特点是防沉剂是有机膨润土、聚烯烃蜡、二氧化硅气凝胶、硬脂酸铝、氢化蓖麻油中的一种；组合物的第七个特点是固化剂1是聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种；组合物的第八个特点是固化剂2是脂肪族胺、改性脂肪族胺中的一种。
(二)主要化学反应：
第一步：
第二步：
LA：代表特种液化石油树脂
(三)组合物各物质性质及来源
1、特种液体石油树脂
性质：羟基含量较高，羟基含量在1.0～10.0之间，优选值2.0～7.0
结构式：
出产地：德国·龙特高斯公司
2、环氧树脂1、环氧树脂2
出产地：美国·陶氏公司
3、钛白粉：
出产地：德国·康诺斯公司
4、滑石粉：
出产地：广西省龙胜华美滑石开发有限公司
1250目滑石粉
5、防流挂剂：
出产地：法国·克雷威利公司
6、防沉剂：
出产地：日本·楠本化成株式会社
7、二甲苯：
出产地：广州市·宝雄化工
8、固化剂1、固化剂2
出产地：美国·气体化学公司
(四)涂膜性能测试：
如上所获得的压载舱涂料组合物进行以下试验，结果如表1所示：
(1)模拟上甲板的状况
50℃加热12h，20℃冷却12h。试验样板周期性的用天然或人工海水泼溅。泼溅间隔为3秒或更短，板上有划破涂层至底材的、有一定长度的横向划线。
(2)固定锌牺牲阳极以评估阴极保护效果
试验板上距离阳极100mm处开有直径8mm的圆形人工漏涂孔，以评估阴极保护效果。试验样板循环浸泡在天然或人工海水中。
(3)模拟一个压载翼舱的冷却舱壁
背面冷却，形成一个温度梯度，天然或人工海水泼溅。模拟船前后颠簸和摇摆的运动。温度梯度大约20℃，泼溅间隔为3秒或更短。板上有划破涂层至底材的、有一定长度的横向划线。
(4)模拟船前后颠簸和摇摆
天然或人工海水泼溅，模拟船前后颠簸和摇摆的运动，泼溅间隔为3秒或更短，板上有划破涂层至底材的、有一定长度的横向划线。
(5)耐海水浸泡
浸泡于70℃的天然或人工海水中180天，模拟双层底受热的燃料舱和压载水舱之间的边界钢板
(6)冷凝舱试验
室温为23±2℃，冷凝舱内环境为40±2℃的水，湿度为100％根据以上试验方法进行180天的循环试验后获得表1中的结果：
表1
| 测试项目 | 指标 | 结果 |
| 起泡 | 无 | 0 |
| 锈蚀 | 0级 | 0级 |
| 针孔数量 | 0 | 0 |
| 附着力 | >3.5MPa | 7MPa |
| 内聚力 | >3MPa | 9MPa |
| 划痕附近的腐蚀蔓延 | <8mm | 0mm |
| 阴极保护 | 人工漏涂处的剥离<8mm | 5mm |
(五)本发明的优点：
(1)极其优异的耐水性和防腐蚀性：
本发明的压载舱涂料组合物，由于使用特殊的液体石油树脂，与胺固化剂形成化学键，具有良好的防腐蚀性、耐水性、附着力及重涂性。由于用液体石油树脂代替含焦油的沥青，因此，不会产生安全和健康方面的问题，而且可以制成各种颜色的涂膜。可广泛应用于船舶压载舱及其它钢结构防腐蚀环境。
(2)良好的柔韧性：
液体石油树脂会极大地改善环氧树脂的柔韧性，便于施工以及延长涂层的寿命。
(3)优异的层间附着力和抗渗出性。
因为液体石油树脂中含有较高含量的活性羟基，该羟基与固化剂协同作用，成膜后石油树脂不再是独立的相，而是成为整个大分子的一部分，大幅度提高了层间附着力，并有极强的抗渗出性。
【具体实施方式】
本发明的组合物是由A组分和B组分组成，因此，在具体制备时是分为两部分制备，并装置两个容器中，使用时再将A、B组分混合、涂覆即可获得保护膜。
1、制备方法：
在1000升反应器中加入25份特种液体石油树脂，20份环氧树脂1、35份环氧树脂2、25份钛白粉、30份滑石粉、1份防流挂剂、1份防沉剂、10份二甲苯溶剂，然后高速搅拌均匀至细度≤50um时分料包装，制得主料组分A。
在1000升搅拌器中加入20份固剂1、35份固剂2，搅拌分散均匀，过滤包装，制得组分B。
2、涂覆方法：
本发明的组合物是由A组分和B组分组成，涂覆前将A、B组分按8：1混合均匀，可涂覆于喷砂或抛丸处理的钢板底材上，或是有无机硅酸锌车间底漆或其它兼容底漆的钢材上，涂装方法可以采用已知的空气喷涂、高压无气喷涂、刷涂、辊涂等方式。涂覆上述混合物后使干膜厚度达到200～500um。
Claims (8)
1.船舶压载舱涂料组合物，组成为：
特种液体石油树脂 5～30％
环氧树脂1 10～40％
环氧树脂2 10～40％
钛白粉 18～30％
滑石粉 10～40％
防流挂剂 0.5～1.5％
防沉剂 0.5～2％
二甲苯溶剂 2～10％
固化剂1 5～39％
固化剂2 5～39％
以上均为百分含量。
2.根据权利要求1所述的船舶压载舱涂料组合物，其特征是特种液体石油树脂为高羟基含量的液态石油树脂，羟基含量在1.0～10.0之间。
3.根据权利要求1所述的船舶压载舱涂料组合物，其特征是环氧树脂1选自环氧当量100～500之间的树脂。
4.根据权利要求1所述的船舶压载舱涂料组合物，其特征是环氧树脂2选自环氧当量400～10000之间的树脂。
5.根据权利要求1所述的船舶压载舱涂料组合物，其特征是防流挂剂是酰胺蜡、酰胺蜡改性蓖麻油衍生物中的一种。
6.根据权利要求1所述的船舶压载舱涂料组合物，其特征是防沉剂是有机膨润土、聚烯烃蜡、二氧化硅气凝胶、硬脂酸铝、氢化蓖麻油中的一种。
7.根据权利要求1所述的船舶压载舱涂料组合物，其特征是固化剂1是聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种。
8.根据权利要求1所述的船舶压载舱涂料组合物，其特征是固化剂2是脂肪族胺、改性脂肪族胺中的一种。
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