CN102443338A

CN102443338A - 船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN102443338A
Application number: CN2010105051976A
Authority: CN
Inventors: 刘福春; 韩恩厚; 柯伟
Original assignee: DALIAN YUXIANG TECHNOLOGY GROUP CO LTD; Institute of Metal Research of CAS
Current assignee: DALIAN YUXIANG TECHNOLOGY GROUP CO LTD; Institute of Metal Research of CAS
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及涂料领域，具体为一种船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料及其制备方法，解决现有技术中存在的压载舱涂层容易开裂或剥落等问题。所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料由以下两组分构成：按重量份数计，组分一包括环氧树脂、石油树脂、抗裂材料、着色颜料、体质颜料、助剂、溶剂；组分二包括溶剂、固化剂；组分一加入组分二时，搅拌均匀，施工于基材上，在10℃～120℃固化5分钟～15天，形成船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂层。本发明船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂层具有较好的韧性和耐蚀性，不含铅铬等有毒防锈颜料，使用抗裂材料提高可涂层抗应力开裂能力，延长使用寿命。

Description

船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体为一种船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料及其制备方法。

背景技术

船舶压载舱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。压载舱发生腐蚀往往是由于其表面防护涂层在苛刻条件下萌生裂纹，并且会逐渐扩展，导致腐蚀介质渗透到基材表面，严重时会导致基材发生孔蚀、缝隙腐蚀等。

压载舱涂层一般是多道涂层体系，干膜总厚度较厚，达320微米以上，固化后涂层内有较大应力存在，特别是在交变温度条件下，应力会增大，当超过与基材的结合力时，涂层就会开裂或剥落。

降低涂层的内应力可通过加入弹性体或使用弹性好的固化剂来提高涂层的柔韧性，但这种有机涂层在长期交变温度条件下也会降解，进而影响涂层的耐久性。

发明内容

本发明提供了一种耐久性良好的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料及其制备方法，解决现有技术中存在的压载舱涂层容易开裂或剥落等问题，所获得的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料具有良好的韧性。

本发明的技术方案是：

一种船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料，所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料由以下两组分构成；

按重量份数计，组分一包括以下组分和含量：

环氧树脂 10～60份；

石油树脂 1～15份；

抗裂材料 2～20份；

着色颜料 2～30份；

体质颜料 5～30份；

助剂 0.5～5份；

溶剂 0.5～70份；

按重量份数计，组分二包括以下组分和含量：

溶剂 0～80份；

固化剂 20～100份；

组分一与组分二的重量配比为(100∶5)～(100∶100)。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、有机钛改性双酚A型环氧树脂、尼龙改性环氧树脂、氟化环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂之一或复配。

所述石油树脂指C5、C9石油树脂、古马隆树脂之一或复配。

所述的固化剂为聚酰胺、改性多胺或酚醛改性胺。目前，市售的聚酰胺固化剂，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。改性多元胺固化剂，如：TY-200、TY-203、TY-300、TY-3051、TY-650、TY-651、TY-600、TG-011、AH-1、AH-2或AH-3等。

所述的抗裂材料是无机纤维材料，如：玄武岩纤维或玻璃纤维，纤维直径0.1-20微米，平均长度20-500微米。

所述的着色颜料是钛白粉、氧化锌、锌钡白、锑白、炭黑、氧化铁黄、氧化铁红、铁蓝、群青、大红粉、甲苯胺红、酞菁兰、酞菁绿等之一种或复配。

所述的体质颜料是重晶石粉、沉淀硫酸钡、重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉、瓷土、云母粉等之一种或复配。

所述助剂是涂料常用的分散剂、消泡剂、流平剂和/或防沉剂。分散剂，如：BYK公司的Anti-Terra-P、Anti-Terra-204或Disperbyk-163；荷兰EFKA公司的EFKA-44或EFKA-47；台湾德谦公司的904或904S。消泡剂，如：Henkel公司的Perenol E1、Perenol F40、Perenol S4、Perenol S400或Perenol S43；台湾德谦公司的5500或6500；Tego公司的Tego Airex930Tego Flow300；流平剂，如：BYK公司的BYK-VP-354、3609或3529；Tego公司的Tego Flow300、Tego FlowZFS460或Tego Glide 100。防沉剂可用两类，一类是氢化蓖麻油衍生物类，如：Henkel公司的Rilanit Special Micro Rilanit HT Extra；另一类是有机改性膨润土类，如：美国NL公司的BENTONE 27或BENTONE 34。

溶剂是制备环氧涂料中常用的溶剂，如甲苯、二甲苯、正丁醇、环己酮等之一种或复配。

所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料的制备方法，按下列顺序和步骤进行：

1)组分一的制备方法：把溶剂、环氧树脂、石油树脂加入反应釜中，200-500rpm搅拌10-30分钟；再加入助剂，200-500rpm搅拌5-15分钟，最后加入抗裂材料、着色颜料、体质颜料，500-1500rpm搅拌20-40分钟，出料，过滤，包装；

2)组分二的制备方法：把溶剂、固化剂加入反应釜中，200-500rpm搅拌10-30分钟，出料，过滤，包装。

所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料的制备方法，组分一加入组分二时，搅拌均匀，施工于基材上，在10℃～120℃固化5分钟～15天，形成船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂层。

本发明的优点如下：

1、本发明船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料由环氧树脂、玻璃纤维、常温固化剂等组成，该涂料具有卓越的防腐蚀性能，涂层有较好的耐蚀性。

2、本发明不含铅铬等有毒防锈颜料，是环保型涂料。

3、本发明使用抗裂材料提高了涂层抗应力开裂能力，延长了使用寿命。

具体实施方式

本发明船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料的评价方法如下：

采用多次喷涂方法在胶片喷涂制备的压载舱涂料。各种涂料的干燥条件是25±2℃干燥7天。各种涂层的干膜厚度在0.6mm。涂层完全干燥后小心从胶片上剥离涂层，剥离后的涂层用刀裁成30mm×4mm的样条用于热机械分析(TMA)试验。TMA试验的加热速率为5℃/min。根据TMA的试验得到的涂层热膨胀系数来评价涂层内应力的大小。

比较例1

组分一的制备方法：把甲苯40kg、E42环氧树脂30kg、C5石油树脂2kg加入到反应釜中，300rpm(转/分)搅拌15分钟；再加入Anti-Terra-P分散剂0.2kg、Perenol E1消泡剂0.2kg、Tego Flow300流平剂0.3kg、BENTONE 27防沉剂0.3kg，400rpm搅拌10分钟，最后加入钛白粉2kg(粒度为325目)、滑石粉25kg(粒度为800目)，1000rpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。

组分二的制备方法：把溶剂甲苯30kg、正丁醇40kg、TY-203聚酰胺固化剂30kg加入反应釜中，200-500rpm搅拌10分钟，出料，过滤，包装。

按照重量比，组分一∶组分二＝100∶84，在组分一中加入组分二时，搅拌均匀，喷涂干燥。

比较例2

组分一的制备方法：把二甲苯15kg、E51环氧树脂30kg、C9石油树脂7kg加入到反应釜中，300rpm搅拌15分钟；再加入EFKA-44分散剂0.5kg、Perenol S43消泡剂0.8kg、Tego Glide 100流平剂0.7kg、BENTONE 34防沉剂1kg，400rpm搅拌10分钟，最后加入钛白粉25kg(粒度为325目)、滑石粉20kg(粒度为500目)，1000rpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。

组分二的制备方法：把溶剂甲苯25kg、正丁醇25kg、YD-128聚酰胺固化剂50kg加入反应釜中，200-500rpm搅拌15分钟，出料，过滤，包装。

按照重量比，组分一∶组分二＝100∶52，在组分一中加入组分二时，搅拌均匀，喷涂干燥。

比较例3

组分一的制备方法：把二甲苯17kg、E44环氧树脂50kg、C5石油树脂12kg加入到反应釜中，300rpm搅拌15分钟；再加入Disperbyk-163分散剂0.5kg、PerenolS400消泡剂1kg、Tego Flow ZFS460流平剂1kg、Rilanit HT Extra防沉剂1.5kg，400rpm搅拌10分钟，最后加入钛白粉15kg(粒度为325目)、滑石粉2kg(粒度为1000目)，1000rpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。

组分二的制备方法：把溶剂甲苯5kg、环己酮5kg、T31酚醛改性胺固化剂90kg加入反应釜中，200-500rpm搅拌20分钟，出料，过滤，包装。

按照重量比，组分一∶组分二＝100∶25，在组分一中加入组分二时，搅拌均匀，喷涂干燥。

实施例1

组分一的制备方法：把甲苯23kg、E42环氧树脂30kg、C5石油树脂2kg加入到反应釜中，300rpm搅拌15分钟；再加入Anti-Terra-P分散剂0.2kg、Perenol E1消泡剂0.2kg、Tego Flow300流平剂0.3kg、BENTONE 27防沉剂0.3kg，400rpm搅拌10分钟，最后加入17kg玄武岩纤维(平均长度50微米、直径10微米)、钛白粉2kg(粒度为325目)、滑石粉25kg(粒度为800目)，1000rpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。

实施例2

组分一的制备方法：把二甲苯5kg、E51环氧树脂30kg、C9石油树脂7kg加入到反应釜中，300rpm搅拌15分钟；再加入EFKA-44分散剂0.5kg、Perenol S43消泡剂0.8kg、Tego Glide 100流平剂0.7kg、BENTONE 34防沉剂1kg，400rpm搅拌10分钟，最后加入10kg玄武岩纤维(平均长度50微米、直径150微米)、钛白粉25kg(粒度为325目)、滑石粉20kg(粒度为500目)，1000rpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。

组分一的制备方法：组分二的制备方法：把溶剂甲苯25kg、正丁醇25kg、YD-128聚酰胺固化剂50kg加入反应釜中，200-500rpm搅拌15分钟，出料，过滤，包装。

实施例3

组分一的制备方法：把二甲苯12kg、E44环氧树脂50kg、C5石油树脂12kg加入到反应釜中，300rpm搅拌15分钟；再加入Disperbyk-163分散剂0.5kg、PerenolS400消泡剂1kg、Tego Flow ZFS460流平剂1kg、Rilanit HT Extra防沉剂1.5kg，400rpm搅拌10分钟，最后加入5kg玻璃纤维(平均长度100微米、直径13微米)、钛白粉15kg(粒度为325目)、滑石粉2kg(粒度为1000目)，1000rpm搅拌30分钟，出料，过滤，包装，得到组分一。

表1压载舱涂层热膨胀系数测试结果

由表1可以看出，实施例1、2、3的热膨胀系数与相应的比较例1、2、3相比显著下降，说明抗裂材料可降低涂层的内应力。

Claims

1.一种船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料，其特征在于，所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料由以下两组分构成；

按重量份数计，组分一包括以下组分和含量：

环氧树脂 10～60份；

石油树脂 1～15份；

抗裂材料 2～20份；

着色颜料 1～30份；

体质颜料 2～30份；

助剂 0.5～5份；

溶剂 0.5～70份；

按重量份数计，组分二包括以下组分和含量：

溶剂 0～80份；

固化剂 20～100份；

组分一与组分二的重量配比为100∶5～100∶100。

2.根据权利要求1所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料，其特征在于：环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、羟甲基双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、有机钛改性双酚A型环氧树脂、尼龙改性环氧树脂、氟化环氧树脂、线型苯酚甲醛环氧树脂、邻甲酚甲醛环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂之一或复配。

3.根据权利要求1所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料，其特征在于：抗裂材料是无机纤维材料，无机纤维材料为玄武岩纤维或玻璃纤维，纤维直径0.1-20微米，平均长度20-500微米。

4.根据权利要求1所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料，其特征在于：着色颜料是钛白粉、氧化锌、锌钡白、锑白、炭黑、氧化铁黄、氧化铁红、铁蓝、群青、大红粉、甲苯胺红、酞菁兰、酞菁绿之一种或复配。

5.根据权利要求1所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料，其特征在于：体质颜料是重晶石粉、沉淀硫酸钡、重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉、瓷土、云母粉之一种或复配。

6.根据权利要求1所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料的制备方法，其特征在于，按下列顺序和步骤进行：

7.根据权利要求6所述的船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂料的制备方法，其特征在于：组分一加入组分二时，搅拌均匀，施工于基材上，在10℃～120℃固化5分钟～15天，形成船舶压载舱用抗开裂纤维增强环氧涂层。