CN102140268B - 船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂及改性环氧涂料 - Google Patents

Abstract

一种船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂，所述添加剂组分及用量如下：聚异丁烯30～35wt％、酚醛环氧树脂20～25wt％、石油树脂40～50wt％。本发明所提出的添加剂具有降低无溶剂环氧涂料的粘度，漆膜韧性较之现有技术有很大的提高，增加涂料的耐阴极剥离性能及附着力。可以作为无溶剂涂料的添加剂使用。

Description

船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂及改性环氧涂料

技术领域

本发明涉及一种防腐涂料，尤其涉及一种能满足船舶压载舱长效防腐的无溶剂改性环氧涂料。

背景技术

船舶的压载水舱工作环境恶劣，海水与空气干湿交替频繁，结构复杂不易进行清洁和涂装维护，是船舶各舱室中腐蚀最为严重的部位之一。而压载舱的腐蚀问题往往会带来严重的安全隐患。一些重大船舶事故便是由于压载舱严重腐蚀导致结构强度大幅下降而造成的。为此提升压载舱防腐涂料的使用寿命，越来越受到广大船东和国际海事组织的关注重视。

国际海事组织(IMO)于2008年通过了强制性的新压载舱涂层标准PSPC，将压载舱防腐涂料的使用寿命规定为15年以上。在新的涂层标准里制定了严格的实验程序，所有要求涂料必须通过此项实验才可以用于压载舱防腐。

目前市售的压载舱防腐涂料含有溶剂，危险性高，不安全，不环保，浪费能源等问题。本领域技术人员根据上述含有溶剂的涂料的问题，研制出一种无溶剂环氧涂料，其虽然环保，但是其存在防腐性能差，粘度大，干燥后漆膜比较脆，韧性差，耐阴极剥离性能差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂。

本发明的另一目的在于提出一种不含任何挥发溶剂、粘度低、防腐性能好、施工方便、漆膜强度高、韧性好、附着力优异、耐阴极剥离性能好能满足船舶压载舱长效防腐的无溶剂改性环氧涂料。

本发明的再一目的在于提一种出上述涂料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下具体技术方案：

一种船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂，所述添加剂组分及用量如下：

聚异丁烯树脂       30～35wt％

酚醛环氧树脂       20～25wt％

石油树脂           40～50wt％

所述聚异丁烯树脂为分子量在1000～1400的液态树脂。

所述酚醛环氧树脂为双酚F酚醛环氧树脂。

所述碳氢树脂为碳氢石油树脂。

加入聚异丁烯树脂可以提升涂层的柔韧性，增加附着力。加入酚醛环氧树脂可以增加耐水和耐化学品性能。加入C9碳氢树脂可以降低体系粘度，增加涂层的浸润性，增加柔韧性。将此三种改性树脂以合适的比例加入环氧树脂中进行改性，可以改善环氧树脂的柔韧性，降低粘度，增加耐水和耐化学品性能，提升附着力。

本发明所述的添加剂可以添加入现有技术人任意一个无溶剂环氧涂料中，可以起到很好的改性作用。

一种船舶压载舱防腐无溶剂改性环氧涂料，所述涂料组分及用量如下：

B组分：

一种制备上述的船舶压载舱防腐无溶剂改性环氧涂料的方法，所述方法具体步骤如下：

(1)按照上述的各组分及用量准备原料；

(2)A组分的制备：将低粘度环氧树脂、上述添加剂、活性稀释剂及分散剂依次投入分散釜高速搅拌均匀，投入防沉抗流挂剂及颜填料高速分散至细度80微米，分散釜内温度保持60～75℃，10～30分钟；投入附着力促进剂及抗划痕腐蚀剂、脱泡剂分散均匀，检测合格后过滤灌装；

(3)B组分的制备：投入聚酰胺，慢速搅拌下加入异佛尔酮二胺，继续搅拌1小时后，停止搅拌，保持温度20～30℃，24小时；检测胺值合格后，加入环氧树脂及促进剂混合均匀后，过滤灌装。

在本发明上述步骤中，其中步骤(1)温度需要保持在60～75℃之间，严禁温度超过75℃，在该温度范围内，对提升涂料性能有非常关键的作用：首先，让低粘度环氧树脂、添加剂中的改性树脂的分子链充分打开舒展，不产生缠绕，降低粘度；其次，可以让颜料与树脂充分浸润，达到涂料最理想的状态；第三，激发聚酰胺蜡粉的活性，提升颜料的抗流挂性和储存稳定性。

本发明的有益效果：

本发明所提出的添加剂具有降低无溶剂环氧涂料的粘度，漆膜韧性较之现有技术有很大的提高，增加涂料的耐阴极剥离性能及附着力。可以作为无溶剂涂料的添加剂使用。

本发明所述的船舶压载舱防腐无溶剂改性环氧涂料与现有技术有溶剂的漆比较安全环保，固体含量为100％，无有害气体挥发，闪点高达100℃以上，无论是储运还是施工过程中都不会发生爆燃的危险。同时对人体无伤害，对环境无污染。超强附着力：本发明涂料与钢铁或混凝土表面产生化学键结合，而非传统无溶剂涂料的物理结合，对粗糙度无要求，在干、湿表面都具有卓越的附着力，远远高于国内外其他防腐涂料。施工简单、表面处理要求低。最主要本发明具有高边棱保持率边棱保持率高达84-100％，能保证边棱焊缝的涂层厚度。优异的抗水汽渗透性能和抗化学腐蚀能。耐阴极剥离性好，与阴极保护相匹配。综合造价低，无溶剂耐潮湿改性环氧涂料由于表面处理更简易，工序更简洁、工艺更宽松、设备更简单、工时更节省，对环境无污染，废物处理费用少，防腐年限更长(维修费用降低)。综上，本发明涂料剧透很好的应用前景及市场前景。

具体实施方式

各原料的来源：

添加剂：

聚异丁烯树脂：韩国大林PB1400

酚醛环氧树脂：双酚F酚醛环氧树脂陶氏DEN438

石油树脂：碳氢石油树脂吕特阁C30

A组分：

低粘度环氧树脂：壳牌827环氧树脂

活性稀释剂：新癸酸缩水甘油酯(河北四友卓越科技有限公司)

分散剂：改性聚氨酯分散剂EFKA4010

防沉抗流挂剂：聚酰胺蜡防沉抗流挂剂6650(楠本化成)

颜填料：三聚磷酸铝、硫酸钡、钾长石

附着力促进剂：硅烷偶联剂KH550

抗划痕腐蚀剂：阳离子润湿剂RAYB085

脱泡剂：有机硅脱泡剂TEGA0900

B组分：

聚酰胺  科宁140：

异佛尔酮二胺：拜耳

环氧树脂：壳牌827环氧树脂

促进剂：改性胺DMP30

实施例1各组分用量范围的分析

经过发明人反复实验证实，本发明所述添加剂的加入可降低涂料的粘度，增加涂料的漆膜韧性，边棱保持率大幅提高。

其中加入聚异丁烯树脂的用量范围是30～35wt％，低于这个范围柔韧性增加不明显，高于这个范围韧性增加过大，涂层表面发粘，干燥的不彻底。酚醛环氧树脂的用量范围是20～25wt％，在此范围内可显著提高耐水和耐化学品性能，高于此范围会增加涂层脆性。碳氢石油树脂的用量范围为40～50wt％，在此范围内降低体系粘度，增加涂层的浸润性，增加柔韧性。若大于此范围则会使涂层过于柔软，而降低涂层强度。

改性添加剂与低粘度环氧树脂的比例为20～30％，低于此比例则改性效果不明显，大于此比例则会使涂层交联密度降低，附着力降低，涂层强度降低。

新癸酸缩水甘油酯(活性稀释剂)的加入可以降低体系粘度，增加涂层致密性，提升涂层的综合性能。

三聚磷酸铝的加入可与钢铁表面产生化学反应，增加附着力，提高防腐性能。

钾长石的加入可以提高漆膜的柔韧性，增加抗介质渗透性能，

硅烷偶联剂的加入可以与钢铁表面产生化学反应，增加附着力，同时提高涂料的流平性能。

抗划痕腐蚀剂的加入，可以提高涂料的抗锈蚀蔓延性能，提高防腐性能。

B组分中，环氧树脂的加入与聚酰胺发生预反应，提高混合后的反应活性，延长混合使用期，提升涂层的柔韧性。

异佛尔酮二胺的加入，提升涂料在潮湿表面的浸润性能，提升附着力。

改性胺DMP30的加入，可加快漆膜干燥速度，提高施工性能。

实施例2本发明船舶压载舱防腐无溶剂改性环氧涂料

A组分：                   质量比(g)

低粘度环氧树脂EPIKOTE827：35

改性添加剂                8

新癸酸缩水甘油酯：        5

改性聚氨酯分散剂EFKA4010：1

聚酰胺蜡防沉抗流挂剂6650：1.5

三聚磷酸铝：              19

硫酸钡：                  15.8

钾长石：                  13.5

硅烷偶联剂KH550：         0.5

阳离子润湿剂RAYB085：     0.5

有机硅脱泡剂TE6A0900：    0.2

B组分：

聚酰胺140：               35

异佛尔酮二胺：            30

环氧树脂128：             15

改性胺DMP30：             20

其中所述改性添加剂的配方为：

聚异丁烯                  30wt％

酚醛环氧树脂              25wt％

碳氢树脂                  45wt％。

三种成分室温下混合均匀添加即可。

制备方法：

(1)按照上述的各组分及用量准备原料；

(2)A组分的制备：将低粘度环氧树脂、改性添加剂、活性稀释剂及分散剂依次投入分散釜高速搅拌均匀，投入防沉抗流挂剂及颜填料高速分散至细度80微米，分散釜内温度保持60℃，10分钟；投入附着力促进剂及抗划痕腐蚀剂、脱泡剂分散均匀，检测合格后过滤灌装；

(3)B组分的制备：投入聚酰胺，慢速搅拌下加入异佛尔酮二胺，继续搅拌1小时后，停止搅拌，保持温度20℃，24小时；检测胺值合格后，加入环氧树脂及促进剂混合均匀后，过滤灌装。

实施例3本发明船舶压载舱防腐无溶剂改性环氧涂料

A组分：                   质量比(g)

低粘度环氧树脂EPIKOTE827：30

改性添加剂                10

新癸酸缩水甘油酯：        10

改性聚氨酯分散剂EFKA4010：1

聚酰胺蜡防沉抗流挂剂6650：0.5

三聚磷酸铝：              11

硫酸钡：                  15.3

钾长石：                  13.7

硅烷偶联剂KH550：         1

阳离子润湿剂RAYB085：     1

有机硅脱泡剂TEGA0900：    0.5

B组分：

聚酰胺140：               50

异佛尔酮二胺：            40

环氧树脂128：             5

改性胺DMP30：             30

其中所述改性添加剂的配方为：

聚异丁烯                  30wt％

酚醛环氧树脂              20wt％

碳氢树脂           50wt％。

三种成分混合均匀添加即可。

制备方法：

(1)按照上述的各组分及用量准备原料；

(2)A组分的制备：将低粘度环氧树脂、改性添加剂、活性稀释剂及分散剂依次投入分散釜高速搅拌均匀，投入防沉抗流挂剂及颜填料高速分散至细度80微米，分散釜内温度保持70℃，20分钟；投入附着力促进剂及抗划痕腐蚀剂、脱泡剂分散均匀，检测合格后过滤灌装；

(3)B组分的制备：投入聚酰胺，慢速搅拌下加入异佛尔酮二胺，继续搅拌1小时后，停止搅拌，保持温度25℃，24小时；检测胺值合格后，加入环氧树脂及促进剂混合均匀后，过滤灌装。

实施例4本发明船舶压载舱防腐无溶剂改性环氧涂料

A组分：                   质量比(g)

低粘度环氧树脂EPIKOTE827：40

改性添加剂                8

新癸酸缩水甘油酯：        4

改性聚氨酯分散剂EFKA4010：1.5

聚酰胺蜡防沉抗流挂剂6650：1

三聚磷酸铝：              18

硫酸钡：                  16

钾长石：                  10

硅烷偶联剂KH550：         1.5

阳离子润湿剂RAYB085：     0.8

有机硅脱泡剂TEGA0900：    0.8

B组分：

聚酰胺140：               30

异佛尔酮二胺：            20

环氧树脂128：             10

改性胺DMP30：             25

其中所述改性添加剂的配方为：

聚异丁烯                  35wt％

酚醛环氧树脂       25wt％

碳氢树脂           40wt％。

三种成分混合均匀添加即可。

制备方法：

(1)按照上述的各组分及用量准备原料；

(2)A组分的制备：将低粘度环氧树脂、改性添加剂、活性稀释剂及分散剂依次投入分散釜高速搅拌均匀，投入防沉抗流挂剂及颜填料高速分散至细度80微米，分散釜内温度保持75℃，30分钟；投入附着力促进剂及抗划痕腐蚀剂、脱泡剂分散均匀，检测合格后过滤灌装；

(3)B组分的制备：投入聚酰胺，慢速搅拌下加入异佛尔酮二胺，继续搅拌1小时后，停止搅拌，保持温度30℃，24小时；检测胺值合格后，加入环氧树脂及促进剂混合均匀后，过滤灌装。

实施例5本发明涂料性能试验及结果分析

1)安全环保：传统油漆都含有大量溶剂，易闪爆，易发安全事故，溶剂对工人身体有很大伤害。本发明实施例1、2、3制备的涂料为无溶剂产品，经检测，固体含量为100％，无有害气体挥发，闪点高达100℃以上，无论是储运还是施工过程中都不会发生爆燃的危险。同时对人体无伤害，对环境无污染。

2)超强附着力：本发明实施例1制备的涂料与钢铁或混凝土表面产生化学键结合，而非传统涂料的物理结合，对粗糙度无要求，在干、湿表面都具有卓越的附着力，经检测，钢结构表面附着力12～24Mpa，混凝土表面附着力3～10Mpa，远远高于国内外其他防腐涂料。

3)施工简单、表面处理要求低：施工时单道成膜厚，一道可以达到100～200微米，减少了涂装次数。对表面处理的要求为Sa2.0级，可以采用超高压水或高压水喷砂的方式做表面处理。可在100％潮湿表面施工，施工中无湿度、无露点限制，可在中等闪锈级别下施工，对表面粗糙度无要求，表面没有明水即可。

4)高边棱保持率：腐蚀往往都开始于边棱或焊缝处，因为这些部位涂层较薄。本发明实施例2、3、4制备的涂料具有高边棱保持特性，边棱保持率经检测均高达84～100％，能保证边棱焊缝的涂层厚度。钢结构建筑中含有大量角钢、槽钢、工字钢，这一特性对于保证涂层质量和寿命具有重要意义。

高边棱保持率试验报告：

取相同两块20mm×20mm角钢，分别涂刷传统环氧厚浆涂料和本发明实施例2制备的环氧涂料ES301，平面厚度100μm，固化7天后，做横向切片的显微观察，传统涂料在边棱处明显变薄，本发明ES301边棱保持完好。实施例2、3制备的涂料均可达到此效果。

取相同两块20mm×20mm角钢，分别涂刷传统环氧厚浆涂料和本发明实施例3制备的环氧涂料ES301，将两个试块，分别浸入70℃热盐水中，60天后，传统环氧厚浆涂料样块，边棱处，已经开始出现锈蚀，90天后，边棱锈蚀已开始鼓泡脱落。而本发明实施例3制备的涂料试块依然没有任何变化。

5)优异的抗水汽渗透性能和抗化学腐蚀能：溶剂挥发容易在漆膜上形成针孔，无溶剂涂料，可避免针孔问题；特有致密坚韧涂层具有独特的单向长效疏水透气功能，在保证钢结构表面的水气排出的同时，可持久地阻止外界水分、气体、盐雾等有害介质对涂层的侵蚀危害。在最恶劣的海洋环境(潮差区和浪溅区)防腐年限可高达25年。

6)耐阴极剥离性好：通过了PSPC的耐阴极剥离实验，与阴极保护相匹配。

7)综合造价低：无溶剂耐潮湿改性环氧涂料由于表面处理更简易，工序更简洁、工艺更宽松、设备更简单、工时更节省，对环境无污染，废物处理费用少，防腐年限更长(维修费用降低)。综合分析，具有非常显著的成本优势。具体数据见表1。

表1本发明实施例2、3、4制备的无溶剂改性环氧涂料的主要技术指标

实施例6本发明涂料性能试验及结果

本实验方法及标准依据中国船级社的IMO《所有类型船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》进行测试(指导性文件GUIDANCE NOTESGD01-2007)结果见表2。

表2暴露试验后涂层样板的检查结果

Claims (2)

1.一种船舶压载舱防腐无溶剂改性环氧涂料，其特征在于，所述涂料组分及用量如下：

所述改性添加剂组分及用量如下：

聚异丁烯树脂        30～35wt%

酚醛环氧树脂    20～25wt%

石油树脂        40～50wt%；

所述聚异丁烯树脂为分子量在1000-1400的液态树脂；所述酚醛环氧树脂为双酚F酚醛环氧树脂；所述石油树脂为碳氢石油树脂。

2.一种制备权利要求1所述的船舶压载舱防腐无溶剂改性环氧涂料的方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：

（1）按照权利要求1所述的各组分及用量准备原料；

（2）A组分的制备：将低粘度环氧树脂、改性添加剂、活性稀释剂及分散剂依次投入分散釜高速搅拌均匀，投入防沉抗流挂剂及颜填料高速分散至细度80微米，分散釜内温度保持60～75℃，10～30分钟；投入附着力促进剂及抗划痕腐蚀剂、脱泡剂分散均匀，检测合格后过滤灌装；

（3）B组分的制备：投入聚酰胺，100～200转/分钟下搅拌加入异佛尔酮二胺，继续搅拌1小时后，停止搅拌，保持温度20～30℃，24小时；检测胺值合格后，加入环氧树脂及促进剂混合均匀后，过滤灌装。