CN102408816B - 一种环氧压载舱涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种氧压载舱涂料，甲组分中环氧树脂25～50%，缩水甘油醚活性稀释剂10～15%，有机膨润土0.3～2%，聚酰胺蜡0.2～1.5，附着力促进剂0.3～0.9%，含酸性基团共聚体润湿分散剂0～0.5%，超细云母粉10～25%，纳米级防锈颜料5～15%，三聚磷酸铝防锈颜料：5～15%，二甲苯：3～6%，正丁醇：3～6%；乙组分中含酚基脂肪胺固化剂60～80%，二甲苯15～30%，正丁醇5～10%；甲乙组分配比为4.3：1（质量比）。本发明的涂料，有15年的防腐效果，与硅酸锌车间底漆配套兼容性符合PSPC标准的要求；VOC含量低；涂料粘度低，对硅酸锌底漆的润湿渗透性能好。

Description

一种环氧压载舱涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种化工材料，特别是一种环氧压载舱涂料及其制备方法。

背景技术

船舶压载舱由于其内部空间结构复杂，空间狭小，使用时，由于压载海水的交替，腐蚀环境也较单纯的水上或水下结构苛刻。因此，具有施工难度大，使用环境恶劣的特点。因此对压载舱的防腐涂层提出了更高的要求，不仅要具有良好的施工性能，而且防腐性能要达到15年的要求，是近年来人们研究的重点。

2006年12月国际海事组织（IMO）制定出船舶压载舱涂层标准并决定于2008年8月1日执行后，同月，国际船级社协会（IACS）第54次理事会会议又决定，对在2006年12月8日及之后签订合同的适用于共同规范（CSR）的船舶提前实施《压载舱涂层标准》，船长大于等于90米的及以上的散货船和船长大于等于150米及以上的油船也被强制要求必须符合《压载舱涂层标准》。新标准的实行，意味着压载舱涂层使用寿命提高到15年，与此同时，实施新的涂层标准不仅会使船舶更安全，同时对保护环境也有很大益处，因为频繁地对船舶重新涂装将会污染环境。从涂料本身的性能和应用角度出发，提高涂装的安全性、卫生性、经济性，延长涂层使用的寿命，是新标准实施后，压载舱涂层应用的特点。

国内现用海水压载舱涂料多为溶剂型环氧煤焦沥青涂料或溶剂型改性环氧涂料，这些涂料污染环境，防腐性能差，使用寿命仅3-5年，而且涂料颜色多为深色，施工质量难于控制，容易造成局部漏涂而导致严重腐蚀，降低了船舶结构强度，极大的影响了船舶航行的安全性。而且干燥速度慢，涂装后需一周后方可投入使用，不适应现代快速造船的需要。

国外各涂料公司在IMO新标准实施后，不断推出新产品，如优龙公司推出的优龙ES301环氧无溶剂涂料，挪威佐敦公司的Jotacote Universal和Jotacote BT产品，日本中国涂料的5055和5056系列产品，日本关西的04750型产品，美国PPG公司的Sigmacover 380和Sigmacover 700产品等，这些产品均是根据IMO新标准的要求开发推出。

中国专利公开号CN101134867，公开日2008年3月5日，发明名称为《船舶压载舱涂料组成物》，该申请项目公开了一种采用特种液体石油树脂对环氧树脂进行改性，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成物。但其主要为改性环氧技术，其也没有进行与硅酸锌车间底漆进行配套性能测试。

中国专利公开号CN102140268A，公开日2011年8月3日，发明名称为《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》，该申请项目公开了一种船舶压载舱防腐无溶剂环氧涂料改性添加剂，其主要是做为压载舱防腐无溶剂环氧涂料的添加剂使用，可以改善压载舱涂料的韧性。

中国专利公开号CN101804401A，公开日2010年8月18日，发明名称为《一种海水压载舱的涂装方法》，该申请项目公开了一种海水压载舱的涂装方法，通过该涂装方法可使海水压载舱的涂层预计达到15年的目标使用寿命，达到PSPC标准的要求。其主要是压载舱涂料的施工方法，并未涉及压载舱涂料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环氧压载舱涂料及其制备方法，满足PSPC标准要求，生产工艺简便，性能符合IMO新标准，并与725-E47无机硅酸锌车间底漆的兼容性满足PSPC标准的要求，从而增强船舶在海上航行的安全性，保护海洋环境不受污染，延长船舶使用寿命，减少维修费用，并提高在航率，满足快速造船的需要。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种环氧压载舱涂料，包括甲乙组分，其中，甲组分的质量组成为：环氧树脂：25-50%，缩水甘油醚活性稀释剂：10～15%，有机膨润土：0.3～2%，聚酰胺蜡：0.2～1.5%，附着力促进剂：0.3～0.9%，含酸性基团共聚体润湿分散剂：0～0.5%，超细云母粉10～25%，纳米级防锈颜料5～15%，三聚磷酸铝防锈颜料：5～15%，二甲苯：3～6%，正丁醇：3～6%，总量为100%；乙组分质量组成为：腰果壳油改性酚醛胺固化剂：60～80%，二甲苯：15～30%，正丁醇：5～10%，乙组分总量为100%；甲乙组分质量比4.3：1。

所述的环氧树脂，环氧当量：176～190g/eq，粘度：8000～12000cP。

所述的附着力促进剂，具体为Y-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述的含酸性基团共聚体润湿分散剂，具体为BYK公司生产的BYK-110分散剂，其酸值为53mgKOH/g。

所述的纳米改性防锈颜料，具体为复合铁钛粉，其组成为：纳米二氧化硅和四氧化三铁粉体，粒径要求为325目和500目的任一种或者其中间粒径物。复合铁钛粉为市售普通品种。

所述的超细云母粉，粒度要求为1250目。

所述的腰果壳油改性酚醛胺固化剂，其粘度范围6000～18000cP,胺值为190～290mgKOH/g。。

表2.环氧压载舱涂料的主要技术指标

本专利的特点在于：

（一）、为了解决涂层的耐阴极剥离性，并与无机硅酸锌底漆配套使用，采用的技术方案为：

1、采用粘度为8000～12000cP的低分子环氧树脂为粘结剂，缩水甘油醚为活性稀释剂，腰果壳油改性酚醛胺固化剂为固化剂，交联成膜后，形成非常致密的立体网状结构的高分子涂层；

2、采用比表面积极大的纳米改性防锈颜料与超细云母粉相结合，形成粗细搭配，更有效地充实涂层微观空隙加之超细云母粉片状结构在涂层中起到迷宫效应，有效地隔绝了各种腐蚀介质的渗透；

3、采用能起钝化作用的三聚磷酸铝为防锈颜料，利用电离后的磷酸根离子与铁离子起螯合作用，从而抑制了阳极的腐蚀过程；

（二）、为了解决涂层良好附着力，采用的技术方案为：

（1）、采用低分子环氧树脂、缩水甘油醚活性稀释剂和腰果壳油改性酚醛胺固化剂交联成膜，形成很多羟基、醚链和胺基等极性基团，从而使涂层间形成很强的附着力。

（2）、涂料中加入少量的润湿分散剂和附着力促进剂，降低了涂料的表面张力，提高了涂料与底材表面的润湿性，从而提高了涂层在钢板表面的附着力。

（3）、由于涂层隔绝性优异，所有腐蚀介质不易穿透漆膜到达涂层与钢板之间的界面，并进一步扩散，从而极大的提高了涂膜的湿态附着力。

（三）、为了解决涂层热稳定性和耐干湿交替性，采用的技术方案为：

涂料采用腰果壳油改性酚醛胺固化剂为固化剂，该固化剂与环氧树脂固化后给涂层带来热稳定性好的优点，加之云母粉不仅耐热性优异，而且富有弹性。所以涂层不仅具有优异的机械强度，而且热稳定好，耐干湿交替性能优异。

（四）、为了解决涂料好的流变性，快速干燥，满足冬季施工和快速造船的需要，本涂料除采用传统型有机膨润土和聚酰胺蜡复配外，还采用既起填充料作用，又起流变作用的超细云母粉，从而使涂层具有优异的流变性，单道涂装干膜厚度在150-400μm范围内不会流挂；采用带腰果壳油改性酚醛胺固化剂为固化剂对涂层的固化能起自催化作用，从而加速了涂层的固化速度，在冬季-5℃情况下，也能施工，36小时内涂料固化，满足快速造船的需要。

本发明的一种环氧压载舱涂料的制备方法，包括甲乙组分的制备，其中：

甲组分的制备方法为：将符合配方要求的环氧树脂、缩水甘油醚活性稀释剂、有机膨润土、聚酰胺蜡、附着力促进剂、含酸性基团共聚体润湿分散剂、超细云母粉、纳米改性防锈颜料、三聚磷酸铝防锈颜料、二甲苯、正丁醇在不锈钢釜中低速搅拌均匀，转速：300-500转/分，然后进行高速搅拌，转速：900-1300转/分，时间30～60分钟，检查细度≤80um，然后进行低速分散，转速：300-500转/分，时间5～30分钟，调节粘度：2000～5000cP范围为合格，过滤、包装即可；

乙组分的制备方法为：

将符合配方要求的固化剂、二甲苯、正丁醇在混合釜中高速搅拌，转速500-800转/分，时间5～30分钟，然后进行低速搅拌，转速：300-500转/分，时间5～30分钟，分散均匀后过滤、包装即可。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本发明的一种环氧压载舱涂料，是根据IMO新标准规定的技术指标要求研制出的压载舱涂料，具有长达15年的防腐效果，产品与硅酸锌车间底漆配套兼容性符合PSPC标准的要求，从而保证船舶的安全航行，提高了在航率，延长了船舶使用寿命，极大的减少了维修费用；涂料VOC含量低，避免了对环境的污染。涂料粘度低，对硅酸锌底漆的润湿渗透性能好，并采用了对比色，且均为浅色，从而便于涂装中施工检查，避免了漏涂等施工缺陷；涂料干燥速度快，满足现代快速造船的需要。

附图说明

图1是甲组份生产工艺流程图。

图2是乙组份生产工艺流程图。

图3是涂装后的剖面示意图。

图中，1、钢质底材，2、环氧压载舱涂料底漆，3、环氧压载舱涂料面漆。

具体实施方式

本发明的双组份化学反应型环氧压载舱涂料，涂料主要用高压无气喷涂机喷涂，每道涂装干膜厚度为160μm，理论涂布量为0.22kg/m²,推荐涂装两道。实施例见表3。

表3：实施例

甲组分原材料名称	实施例1	实施例2	实施例3
				双酚A环氧树脂	25	35	50
烷基缩水甘油醚	15	12	10
				有机膨润土	0.3	1.2	2
聚酰胺蜡	1.5	0.8	0.2
				Y-氨丙基三乙氧基硅烷	0.9	0.5	0.3
BYK-110润湿分散剂	0.3	0.5	0
				超细云母粉	25	20	10
复合铁钛粉	5	15	11.5
				三聚磷酸铝防锈颜料	15	5	10
二甲苯	6	5	3
				正丁醇	6	5	3
合计	100	100	100
				乙组分原材料名称	实施例1	实施例2	实施例3
腰果壳油改性酚醛胺固化剂	60	70	80
				二甲苯	30	22	15
正丁醇	10	8	5
				合计	100	100	100

复合铁钛粉可以选择无锡万达公司的WD-A-325，其它均为市售普通商品。

将实施例1的甲乙组分按质量比甲：乙=4.3：1的比例混合均匀后的涂料进行涂层性能测试并与725-E47无机硅酸锌车间底漆进行配套兼容性测试，其结果如表4所示。配套性试验结果符合IMO MSC.215（82）决议附录1和附录2的PSPC兼容性试验要求。

表4：实施例性能测试结果

将实施例2的甲乙组分按质量比甲：乙=4.3：1的比例混合均匀后的涂料进行涂层性能测试并与725-E47无机硅酸锌车间底漆进行配套兼容性测试，其结果如表5所示。配套性试验结果符合IMO MSC.215（82）决议附录1和附录2的PSPC兼容性试验要求。

表5：实施例性能测试结果

将实施例3的甲乙组分按质量比甲：乙=4.3：1的比例混合均匀后的涂料进行涂层性能测试并与725-E47无机硅酸锌车间底漆进行配套兼容性测试，其结果如表6所示。配套性试验结果符合IMO MSC.215（82）决议附录1和附录2的PSPC兼容性试验要求。

表6：实施例性能测试结果

Claims (5)

1.一种环氧压载舱涂料，其特征是：包括甲乙组分，其中，甲组分的质量组成为：环氧树脂：25-50%，缩水甘油醚活性稀释剂：10～15%，有机膨润土：0.3～2%，聚酰胺蜡：0.2～1.5%，附着力促进剂：0.3～0.9%，BYK公司的BYK-110含酸性基团共聚体润湿分散剂：0～0.5%，粒度要求为1250目的超细云母粉10～25%，纳米级防锈颜料5～15%，三聚磷酸铝防锈颜料：5～15%，二甲苯：3～6%，正丁醇：3～6%，总量为100%；乙组分质量组成为：腰果壳油改性酚醛胺固化剂：60～80%，二甲苯：15～30%，正丁醇：5～10%，乙组分总量为100%；甲乙组分质量比4.3：1；

所述的纳米级防锈颜料为复合铁钛粉，其组成为纳米二氧化硅和四氧化三铁粉体，粒径要求为325目和500目的任一种或者其中间粒径物。

2.根据权利要求1所述环氧压载舱涂料，其特征是：所述的环氧树脂，环氧当量：176～190g/eq，粘度：8000～12000cP。

3.根据权利要求1所述环氧压载舱涂料，其特征是：所述的附着力促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述环氧压载舱涂料，其特征是：所述的腰果壳油改性酚醛胺固化剂，其粘度范围6000～18000cP，胺值为190～290mgKOH/g。

5.一种权利要求1所述环氧压载舱涂料的制备方法，其特征是：包括甲乙组分的制备，其中：

甲组分的制备方法为：将符合配方要求的环氧树脂、缩水甘油醚活性稀释剂、有机膨润土、聚酰胺蜡、附着力促进剂、含酸性基团共聚体润湿分散剂、超细云母粉、纳米级防锈颜料、三聚磷酸铝防锈颜料、二甲苯、正丁醇在不锈钢釜中低速搅拌均匀，转速：300-500转/分，然后进行高速搅拌，转速：900-1300转/分，时间30～60分钟，检查细度≤80μm，然后进行低速分散，转速：300-500转/分，时间5～30分钟，调节粘度：2000～5000cP范围为合格，过滤、包装即可；

乙组分的制备方法为：

将符合配方要求的固化剂、二甲苯、正丁醇在混合釜中高速搅拌，转速500-800转/分，时间5～30分钟，然后进行低速搅拌，转速：300-500转/分，时间5～30分钟，分散均匀后过滤、包装即可。

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