CN103589310A

CN103589310A - 一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆及制造方法

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Publication number: CN103589310A
Application number: CN201210286338.9A
Authority: CN
Inventors: 解蓓蓓; 韩文礼; 张贻刚; 黄桂柏; 杨耀辉; 张彦军; 徐忠苹; 张其滨
Original assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Offshore Engineering Co Ltd; CNPC Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Offshore Engineering Co Ltd; CNPC Research Institute of Engineering Technology; CNPC Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2032-08-13
Also published as: CN103589310B

Abstract

本发明涉及一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆及制造方法，A液由HDI三聚体、腐蚀抑制剂和氨酯级醋酸丁酯制成，B液由聚氨酯树脂羟基组分、二甲苯、聚甲基丙烯酸酯溶液、含氟有机硅溶液、不含硅丙烯酸聚合物、聚硅氧烷-聚醚共聚物、碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物、紫外光吸收剂、光稳定剂、聚氨酯固化促进剂、聚乙烯微粉蜡、聚四氟乙烯微粉蜡以及沉淀硫酸钡、石英粉、绢云母粉、金红石形钛白粉制成，使用时将A液和B液混合固化形成涂膜，涂膜与环氧云铁涂料、厚浆环氧涂料具有良好的粘接，并具有优良的耐候性、耐盐雾腐蚀性，人工加速老化试验可以达到3000h光泽保持率80%；可用于海洋平台架空管道、近海码头地面管道。

Description

一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆及制造方法

技术领域

本发明涉及一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆及制造方法。

背景技术

国际上对于海洋环境钢结构的防腐蚀保护，一般均需要长效保护（15～20年），并按照这个设计思想进行设计，在选材和施工上严格把关，才能达到对海洋环境钢结构的长效保护。目前国产海洋大气环境外防腐涂料存在有效期较短，易老化，耐候性差等缺点，人工加速老化试验不足2000h，失光40%。

发明内容

本发明的目的是提供一种其涂膜具有优良的可施工性和储存稳定性，与环氧云铁涂料、厚浆环氧涂料具有良好的粘接，并且具有优良的耐候性、耐划伤性、耐盐雾腐蚀性，尤其是耐候性，人工加速老化试验可以达到3000h光泽保持率80%的，生产工艺简单，性价比高，可用于海洋平台架空管道、近海码头地面管道的耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆及制造方法。

本发明采用的技术方案

一、耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的原料及配方：

原料包括：

1、HDI三聚体异氰酸酯（工业品），产品牌号：N3390

张秀梅郭淑静主编国内外涂料树脂品种手册，化学工业出版社第543页。

性质：杰出的耐候性和保光性，不黄变，良好的耐化学品性，粘度低，快干，NCO含量19.6％。

用途：用于双组份聚氨酯涂料用固化剂。

生产厂：德国拜耳公司。

2、腐蚀抑制剂（工业品），产品牌号：Aradur340

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第368页。

性能：用于溶剂型涂料，具有明显的缓蚀能力，提高涂膜的耐水性、耐盐雾、耐各种化学介质的能力。本发明的一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆目的是用于新建及修复海洋平台架空管道、近海码头地面管道。这些场所均需要具有较强的耐盐雾腐蚀性能，因此添加了腐蚀抑制剂，提高涂膜的耐盐雾腐蚀性能。为了避免影响腐蚀抑制剂的效果，将其放入A组分中。

生产厂：汽巴精化（Ciba）。

3、氨酯级醋酸丁酯（工业品）广州珠江化工集团有限公司

4、聚氨酯树脂羟基组分（工业品），产品牌号：PORON RC 40

张秀梅郭淑静主编国内外涂料树脂品种手册，化学工业出版社第752页。

性质：具有高光泽、高硬度、良好的柔韧性和耐化学品性。

用途：用于双组份聚氨酯涂料用树脂。

生产厂：意大利盖斯塔夫树脂。

5、二甲苯（工业品）北京宏悦顺化工厂

6、聚甲基丙烯酸酯溶液（工业品），产品牌号：BYK-390

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第609页。

性能：能够改善爆泡现象，并有脱泡作用，同时能提高涂膜在垂直面和水平面上的流平性。

用途：用作流平和爆泡助剂。

生产厂：德国毕克化学公司（BYK Chemie）。

7、含氟有机硅溶液（工业品），产品牌号：Airex 931

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第158页。

性能：能促使涂料脱泡，防止涂膜干燥后出现针孔。

用途：用作脱泡助剂。

生产厂：迪高化工公司（Tego）。

8、不含硅丙烯酸聚合物（工业品），产品牌号：FLOW 300

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第556页。

性能：能减低涂料缩孔和表面缺陷的产生，同时不会导致体系浑浊情况出现。

用途：用作表面控制助剂，流平剂。

生产厂：迪高化工公司（Tego）。

9、聚硅氧烷-聚醚共聚物（工业品），产品牌号：Glide B 1484

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第554页。

性能：能改善涂料的平滑性、流动性和抗擦伤性。。

用途：用作表面控制助剂，流平剂。

生产厂：迪高化工公司（Tego）。

10、碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物（工业品），产品牌号：Dispers700

性能：具有表面活性的性能，通过极性基团吸附在颜料表面，使颜填料在基料中的分散得到改善，防止重新附聚，具有解絮凝作用，使涂料得到高光泽和好的遮盖力，并可减少浮色现象。

用途：用作分散助剂。

生产厂：迪高化工公司（Tego）。

11、紫外光吸收剂（工业品），产品牌号：Tinuvin 384

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第681页。

性能：具有强烈吸收紫外光波的作用，属于预防性稳定剂。可以在紫外线危及聚合物分子之前将它吸收，从而保护聚合物不受紫外线的危害。

生产厂：汽巴精化（Ciba）。

12、光稳定剂（工业品），产品牌号：Tinuvin 123

性能：为高效光稳定剂。可以在高分子材料中阻止由于紫外光的作用而发生的光氧化，从而保护聚合物免受破坏。

生产厂：汽巴精化（Ciba）。

13、聚氨酯固化促进剂（工业品），产品牌号：DBTDL/KL-2

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第507页。

性能：促进聚氨酯与活性氢的反应，促进漆膜快速干燥。

生产厂：台湾德谦贸易股份有限公司

14、聚乙烯微粉蜡（工业品），产品牌号：H45

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第758页。

性能：能够使涂膜坚韧，具有优异的耐划伤性能，耐温性及耐溶剂性均佳。本发明的一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆目的是用于新建及修复海洋平台架空管道、近海码头地面管道。这些场所均需要具有较强的耐磨性、耐划伤性，因此使用了聚乙烯微粉蜡、聚四氟乙烯微粉蜡和石英粉共同作用，提高涂膜的耐磨性和耐划伤性。

生产厂：劳特国际有限公司

15、聚四氟乙烯微粉蜡（工业品），产品牌号：MFW PLUS

钱逢麟主编国内外涂料助剂品种手册，化学工业出版社第759页。

性能：聚四氟乙烯微粉蜡摩擦系数极低，加入涂膜后可以使其具有极低的摩擦系数，使涂膜表面具有滑爽性，并可以有效的提高涂料的耐磨损、耐腐蚀性能。

生产厂：劳特国际有限公司

16、沉淀硫酸钡（工业品），1250目

17、石英粉（工业品），800目

18、绢云母粉（工业品），800目

19、金红石形钛白粉（工业品），美礼联公司Tiona 595

本发明的一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆其特征在于：由A液和B液组成，A液重量百分比为：

HDI三聚体异氰酸酯：89～94.5%；

腐蚀抑制剂：0.5～1%；

氨酯级醋酸丁酯：5～10%；

B液重量百分比为：

聚氨酯树脂羟基组分：40～60%；

二甲苯：4.2～9.09%；

聚甲基丙烯酸酯溶液：0.1～0.3%；

含氟有机硅溶液：0.1～0.25%；

不含硅丙烯酸聚合物：0.1～0.3%；

聚硅氧烷-聚醚共聚物：0.01～0.15%；

碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物：0.5～1.4%；

紫外光吸收剂：0.2～1%；

光稳定剂：1～1.5%；

聚氨酯固化促进剂：0.5%～2.5%

聚乙烯微粉蜡：0.3%～0.7%

聚四氟乙烯微粉蜡：0.2%～0.6%

沉淀硫酸钡：3～10%；

石英粉：5～10%；

绢云母粉：5～10%；

金红石形钛白粉：9～17%；

使用时的配料组成为1重量份的A液和4～6重量份的B液。

二、耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的制造方法：

主要设备：

不锈钢料桶、高速分散机、砂磨机

A组分生产方法是：

将HDI三聚体异氰酸酯、腐蚀抑制剂和氨酯级醋酸丁酯按比例加入不锈钢料桶，搅拌30分钟；停止搅拌，得到一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的A组分。

B组分生产方法是：

首先，将聚氨酯树脂羟基组分、二甲苯按比例加入不锈钢料桶，将其加热控制温度在25℃；在不断搅拌情况下聚甲基丙烯酸酯溶液、含氟有机硅溶液、不含硅丙烯酸聚合物、聚硅氧烷-聚醚共聚物、碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物、紫外光吸收剂、光稳定剂、聚氨酯固化促进剂、聚乙烯微粉蜡、聚四氟乙烯微粉蜡，加以混合、高速搅拌10分钟；再依次按比例加入沉淀硫酸钡、石英粉、绢云母粉、金红石形钛白粉，边加边搅拌；高速搅拌30分钟后用砂磨机研磨0.5～1h制成该涂料中的B组分。

耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的使用方法：在现场，作业人员按比例1：4～6将A液和B液混合均匀，熟化10分钟后，均匀涂覆在被保护物表面上。

本发明与现有技术相比的有益效果

1、本发明的耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆，其涂膜具有优良的可施工性和储存稳定性，与环氧云铁涂料、厚浆环氧涂料具有良好的粘接，并且具有优良的耐候性、耐盐雾腐蚀性，尤其是耐候性，人工加速老化试验可以达到3000h光泽保持率80%。

2、生产工艺简单，无须特殊设备。

具体实施方式

实施例1：

一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆：A组分重量百分比为：

HDI三聚体异氰酸酯：94.5%；

腐蚀抑制剂：0.5%；

氨酯级醋酸丁酯：5%；

B液重量百分比为：

聚氨酯树脂羟基组分：40%；

二甲苯：9.09%；

聚甲基丙烯酸酯溶液：0.1%；

含氟有机硅溶液：0.1%；

不含硅丙烯酸聚合物：0.1%；

聚硅氧烷-聚醚共聚物：0.01%；

碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物：1.4%；

紫外光吸收剂：0.2%；

光稳定剂：1%；

聚氨酯固化促进剂：0.5%

聚乙烯微粉蜡：0.3%

聚四氟乙烯微粉蜡：0.2%

沉淀硫酸钡：10%；

石英粉：10%；

绢云母粉：10%；

金红石形钛白粉：17%；

使用时的配料组成为1重量份的A液和4重量份的B液。

一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的制备方法是：

A组分制备方法是：

B组分制备方法是：

实施例2：

一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆，A组分重量百分比为：

HDI三聚体异氰酸酯：92.4%；

腐蚀抑制剂：0.6%；

氨酯级醋酸丁酯：7%；

B液重量百分比为：

聚氨酯树脂羟基组分：45%；

二甲苯：7%；

聚甲基丙烯酸酯溶液：0.15%；

含氟有机硅溶液：0.15%；

不含硅丙烯酸聚合物：0.15%；

聚硅氧烷-聚醚共聚物：0.05%；

碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物：1.3%；

紫外光吸收剂：0.4%；

光稳定剂：1.1%；

聚氨酯固化促进剂：1%

聚乙烯微粉蜡：0.4%

聚四氟乙烯微粉蜡：0.3%

沉淀硫酸钡：8%；

石英粉：10%；

绢云母粉：10%；

金红石形钛白粉：15%；

使用时的配料组成为1重量份的A液和4.5重量份的B液。

实施例2一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的制备方法与实施例1相同。

实施例3：

HDI三聚体异氰酸酯：91.3%；

腐蚀抑制剂：0.7%；

氨酯级醋酸丁酯：8%；

B液重量百分比为：

聚氨酯树脂羟基组分：50%；

二甲苯：8.12%；

聚甲基丙烯酸酯溶液：0.2%；

含氟有机硅溶液：0.2%；

不含硅丙烯酸聚合物：0.2%；

聚硅氧烷-聚醚共聚物：0.08%；

碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物：0.9%；

紫外光吸收剂：0.6%；

光稳定剂：1.3%；

聚氨酯固化促进剂：1.5%

聚乙烯微粉蜡：0.5%

聚四氟乙烯微粉蜡：0.4%

沉淀硫酸钡：9%；

石英粉：8%；

绢云母粉：7%；

金红石形钛白粉：12%；

使用时的配料组成为1重量份的A液和5重量份的B液。

实施例3一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的制备方法与实施例1相同。

实施例4：

HDI三聚体异氰酸酯：90.1%；

腐蚀抑制剂：0.9%；

氨酯级醋酸丁酯：9%；

B液重量百分比为：

聚氨酯树脂羟基组分：55%；

二甲苯：7.15%；

聚甲基丙烯酸酯溶液：0.25%；

含氟有机硅溶液：0.25%；

不含硅丙烯酸聚合物：0.25%；

聚硅氧烷-聚醚共聚物：0.1%；

碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物：0.7%；

紫外光吸收剂：0.8%；

光稳定剂：1.4%；

聚氨酯固化促进剂：2%

聚乙烯微粉蜡：0.6%

聚四氟乙烯微粉蜡：0.5%

沉淀硫酸钡：7%；

石英粉：7%；

绢云母粉：8%；

金红石形钛白粉：9%；

使用时的配料组成为1重量份的A液和5.5重量份的B液。

实施例4一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的制备方法与实施例1相同。

实施例5：

HDI三聚体异氰酸酯：89%；

腐蚀抑制剂：1%；

氨酯级醋酸丁酯：10%；

B液重量百分比为：

聚氨酯树脂羟基组分：60%；

二甲苯：4.2%；

聚甲基丙烯酸酯溶液：0.3%；

含氟有机硅溶液：0.25%；

不含硅丙烯酸聚合物：0.3%；

聚硅氧烷-聚醚共聚物：0.15%；

碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物：0.5%；

紫外光吸收剂：1%；

光稳定剂：1.5%；

聚氨酯固化促进剂：2.5%

聚乙烯微粉蜡：0.7%

聚四氟乙烯微粉蜡：0.6%

沉淀硫酸钡：3%；

石英粉：5%；

绢云母粉：5%；

金红石形钛白粉：15%；

使用时的配料组成为1重量份的A液和6重量份的B液。

实施例5一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的制备方法与实施例1相同。

效果：

按照以上5个实施例制备的耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆及涂层性能均能达到表1测试结果。

表1性能测试结果

Claims

1.一种耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆，其特征在于：由A液和B液组成，A液按重量100％计为：

HDI三聚体异氰酸酯：89～94.5%；

腐蚀抑制剂：0.5～1%；

氨酯级醋酸丁酯：5～10%；

B液按重量100％计为：

聚氨酯树脂羟基组分：40～60%；

二甲苯：4.2～9.09%；

聚甲基丙烯酸酯溶液：0.1～0.3%；

含氟有机硅溶液：0.1～0.25%；

不含硅丙烯酸聚合物：0.1～0.3%；

聚硅氧烷-聚醚共聚物：0.01～0.15%；

碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物：0.5～1.4%；

紫外光吸收剂：0.2～1%；

光稳定剂：1～1.5%；

聚氨酯固化促进剂：0.5%～2.5%

聚乙烯微粉蜡：0.3%～0.7%

聚四氟乙烯微粉蜡：0.2%～0.6%

沉淀硫酸钡：3～10%；

石英粉：5～10%；

绢云母粉：5～10%；

金红石形钛白粉：9～17%；

使用时的配料组成为1重量份的A液和4～6重量份的B液。

2.一种权利要求1所述的耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的制造方法，其特征在于：A组分制备方法是：

将HDI三聚体异氰酸酯、腐蚀抑制剂和氨酯级醋酸丁酯按比例加入不锈钢料桶，搅拌30分钟；停止搅拌，得到耐海洋大气环境的长效聚氨酯面漆的A组分；

B组分制备方法是：

首先，将聚氨酯树脂羟基组分、二甲苯按比例加入不锈钢料桶，将其加热控制温度在25℃；在不断搅拌情况下将聚甲基丙烯酸酯溶液、含氟有机硅溶液、不含硅丙烯酸聚合物、聚硅氧烷-聚醚共聚物、碱性和酸性脂肪酸表面活性物混合物、紫外光吸收剂、光稳定剂、聚氨酯固化促进剂、聚乙烯微粉蜡、聚四氟乙烯微粉蜡，加以混合，高速搅拌10分钟；再依次按比例加入沉淀硫酸钡、石英粉、绢云母粉、金红石形钛白粉，边加边搅拌；高速搅拌30分钟后用砂磨机研磨0.5～1h制成该涂料中的B组分。