CN103952070B - 无溶剂聚合型防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料领域，具体涉及一种无溶剂聚合型防腐涂料及其制备方法，腐涂料，其特征在于，包括如下组分：聚醚多元醇30%～50%；异氰酸酯8%～12%；改性剂 8%～20%；催化剂0.5～2%；填料18%～30%；轻质碳酸钙8% ～12%；助剂 3%～8%。制备方法：将脱水过的聚醚多元醇、催化剂及异氰酸酯充分中和后进行高速剪切分散,加入到装有温度计、搅拌装置和回流冷凝器的反应釜中，用二正丁胺滴定法测定NCO 值，然后滴加，保温；NCO 达到理论值后加入改性剂、填料和轻质碳酸钙及助剂。本发明工艺简单、安全，环保，节能，附着力大，使用寿命长。

Description

无溶剂聚合型防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种无溶剂聚合型防腐涂料及其制备方法。

背景技术

船舶产品舷间、舰桥部位及各液舱内部环境比较复杂，长期在干湿交替的海洋环境中，海洋大气腐蚀环境和海水腐蚀环境对钢制船舶隔舱焊接件、耐压体焊接件腐蚀严重，由于舷间及预埋管路的寿命与耐压船体的寿命相同，所以要求防腐材料对钢制船舶隔舱焊接件、耐压体焊接件的保护寿命至少在30年以上。针对上述问题需要研发船舶隔舱焊接件/耐压体焊接件内壁防腐涂料。

腐蚀是由于材料与所在环境的相互作用而发生的自然变质或损坏。海洋环境是极为苛刻的腐蚀环境，海水和海洋大气中具有很高的含盐量，其中包括高浓度的 Cl-、 Na+、Mg2+等，而且腐蚀环境受日照、海风、海洋生物等条件影响。所以，海水和海洋大气对船舶产品和海岸设施腐蚀破坏性大。船舶是一种大型海上运输平台。其钢结构长期处于盐雾、潮气和海水等环境中，受到海水及海生物的侵蚀，而产生剧烈的电化学腐蚀。腐蚀严重影响船舶产品结构材料的力学性能，从而影响到船舶的使用安全。因此无论是船舶的建造者还是使用者都非常重视船舶的防腐问题。

民用船舶产品长期处于恶劣的海水腐蚀、海洋大气腐蚀环境中，使用期间维修困难。结合船舶产品的使用特性，对船舶产品钢结构采用介质隔离保护层法是最为方便有效的。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种工艺简单、安全，环保，节能，附着力大，使用寿命长的无溶剂聚合型防腐涂料。

本发明还提供一种上述无溶剂聚合型防腐涂料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种无溶剂聚合型防腐涂料，以质量百分含量计，包括如下组分：

聚醚多元醇 30%～50%；

异氰酸酯 8%～12%；

改性剂 8%～20%；

催化剂 0.5～2%；

填料 18%～30%；

轻质碳酸钙 8% ～12%；

助剂 3%～8%。

作为一种优选方案，本发明所述助剂包括辛酸亚锡、着色剂、增塑剂、紫外线吸收剂、消泡剂及成膜剂。

作为另一种优选方案，本发明所述着色剂采用酞菁绿染料。

进一步地，本发明所述成膜剂采用成膜助剂醇酯十二醇。

更进一步地，本发明所述改性剂采用氰特CYMEL325氨基树脂。

更进一步地，本发明所述催化剂采用CYCAT4045催化剂；所述消泡剂采用消泡剂Foamaster 111。

更进一步地，本发明所述填料可采用石油树脂。

更进一步地，本发明以质量百分含量计，还包括1%～4%交联剂。

无溶剂聚合型防腐涂料的制备方法，可按如下步骤进行：在干燥氮气保护下，将脱水过的聚醚多元醇、催化剂及异氰酸酯加入到装有温度计、搅拌装置和回流冷凝器的反应釜中，用二正丁胺滴定法测定NCO 值，反应至NCO 接近理论值，然后滴加，保温；NCO 达到理论值后加入改性剂、填料和轻质碳酸钙及助剂，即得目的产物。

进一步地，本发明测定NCO 含量控制在6～8范围。

本发明依据QB/YT.30.00-2013《涂层涂装原则规范》，采用无溶剂技术，涂料的固体质量百分比含量高达99%以上，施工后可避免VOC（挥发性有机化合物）大量排放造成的安全环保问题，施工中不会产生漆雾，减少清洁工作的同时为涂层的长期防腐性能奠定基础。

本发明通过有机聚合物乳液和建筑工程中最基本的原料——石油树脂与轻质碳酸钙的巧妙结合，在最终形成的防水涂膜中，聚合物交联固化，形成互穿网结构，既有机高分子材料的柔性网络，又有无机胶凝网络结构。在保持了材料抗老化能力强，强度、硬度大，粘结力强等特点的基础上，引进了有机高分子材料变形性好、结构封闭性、易涂刷等优点，使刚柔防水结合得以完美体现。

本产品具有优良的耐水性、耐油性、耐酸性、耐碱性，耐盐雾性能，在化工行业应用广泛。经专项检测，本产品不含苯、游离甲苯二异氰酸酯，挥发性有机化合物大大低于我国限量标准。

本发明涂料具有喷涂后不起泡、无皱褶、无裂纹、无针孔、附着力大，防粘附效果、热稳定性、耐老化性好的功效。使防腐涂层对船舶隔舱焊接件、耐压体焊接件实施整体密封，阻止海水接触管路本体。具有一定的抗阴极剥离能力，足够的机械强度，良好的稳定性，无毒无害，施工简便，维修方便。

传统上，工业和船舶防腐是通过使用富锌底漆、中间漆和面漆组成的涂料系统实现的。富锌底漆牺牲系统基于让污物穿透表面的概念。此系统的每种成分都是多孔渗水的，只能减慢水分和化学物质的渗透速度，而不能密封和保护被涂装表面。

本发明无溶剂聚合型防腐涂料的特点正好相反，它可以密封、保护被涂装表面并有防腐功能。采用湿固化聚亚安酯技术的革新性方法，本发明无溶剂聚合型防腐涂料可以建立采用先进的湿固化聚亚安酯技术的非多孔渗水底漆系统，而无需使用牺牲保护功能的富锌底漆系统。使被保护基材可以得到充分的保护。通过使涂装表面与水和污物隔离，永久性地防止生锈和腐蚀。

与现有技术相比，本发明防腐涂料具有以下特点。

1、超强的附着力：本发明无溶剂聚合型防腐涂料与钢铁基材的附着力可达24.9Mpa，而其他防腐涂料一般不超过10 Mpa。其独特的黏合剂成分，对基材有超强的渗透和包裹作用，依靠极性基团与界面金属原子反应形成极为牢固的化学键，增强了涂层与基材的附着力，提高了涂层的整体耐腐蚀性能。

2、非多孔渗水涂膜：本发明无溶剂聚合型防腐涂料区别于其他防腐涂料的先进技术特点是湿固化聚亚胺酯涂料成膜后无毛细孔，因而彻底杜绝了水气、氧气、各种化学腐蚀性介质的渗透，涂层耐酸、耐碱性好，保护金属免于腐蚀。

3、耐高温性能：最高可以承受315℃的高温，为涂层在苛刻的高温环境下运行提供绝佳的保护性能。

4、超高延伸率：本发明无溶剂聚合型防腐涂料延伸率为79%，所具有的柔韧特性使其能承受剥离和循环应力。

5、固化后性能：涂层固化后坚硬、平整、光滑，具有优异的耐磨、防滑性能和优异的耐化学腐蚀性、耐候性、耐溶剂性。

6、良好的涂装性能：表面容忍性高，优秀的边缘覆盖性能，低表面处理，施工简单，可直接涂覆在手工或动力工具打磨的表面（St2/St3）,旧涂层表面和高压水喷射除锈表面；其底漆可带锈作业，它不需要深度除锈，只需清除浮锈即可，它会和生锈的金属表面产生化学反应而形成“多指抓牢”。大大降低了人工作业成本，改善了作业条件。

这种产品其耐水性、耐油性、耐酸性、耐碱性，耐盐雾性能优良，在化工行业应用广泛。经专项检测，本发明无溶剂聚合型防腐涂料不含苯、游离甲苯二异氰酸酯。挥发性有机化合物大大低于中国限量标准。

本发明无溶剂聚合型防腐涂料的特性。

部分性能指标。

ASTM B- 117 盐水喷雾试验–5000小时–通过。

ASTM B- 117 盐水喷雾试验和ASTM D- 1654附着性试验 - 1000 小时 – 通过。

ASTM C- 501 泰伯磨耗试验–负荷1250克经500次循环后，损耗 20 毫克。

ASTM D2134- 93 硬度试验 –52%。

检测项目	检测标准	检测结果
			附着力，MPa	GB/T 5210-1985	24.9
柔韧性，mm	GB/T 1731-1993	1
			耐酸性（10%HCL），200h	GB/T 1763-1979	无起泡，无生锈，无脱落
耐碱性（10%NaOH），30d	GB/T 1763-1979	无起泡，无生锈，无脱落
			耐磨性（500g/500转）失重：g	GB/T 1769-1979	0．0071
耐高温（350℃ 5h）	GB/T 1735-1979	无起泡，无生锈，无脱落,无裂纹
			导热系数（100℃）W/(m·k)	LFA447	0.520
多孔渗透性	NACE Stand TM0174	0.000

物理特性。

VOC检测结果。

对环境温度及细菌的抵抗。

抗细菌及真菌（MIL-F-5505）	0生长
		抗盐雾（ASTM B-117）	0变化
250小时37℃	0变化
		1000小时37℃	0变化
吸水性（ASTM C-413）	不超过0.0001

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

实施例1。

一种无溶剂聚合型防腐涂料，以质量百分含量计，包括如下组分：

N-330三羟基聚醚多元醇 40%；

异氰酸酯 10%；

氰特CYMEL325氨基树脂 8%；

CYCAT4045催化剂 1%；

石油树脂 25%；

交联剂MOCA 3%；

轻质碳酸钙 10%；

辛酸亚锡 0.5%；

紫外线吸收剂 0.5%；

酞菁绿染料 0.5%；

增塑剂（邻苯二甲酸丁苄酯） 0.5%；

消泡剂Foamaster 111 0.5%；

成膜助剂醇酯十二 0.5%。

上述无溶剂聚合型防腐涂料的制备方法，可按如下步骤进行：按配料比，在干燥氮气保护下，将脱水过的N-330三羟基聚醚、CYCAT4045催化剂、异氰酸酯加入到装有温度计、搅拌装置和回流冷凝器的反应釜中，拌速度为800r/min；用二正丁胺滴定法测定NCO 值，反应至NCO 接近理论值，测定NCO 含量在6～8范围；然后滴加，保温1 h。NCO 达到理论值后加入氰特CYMEL325氨基树脂、交联剂MOCA、石油树脂和轻质碳酸钙及助剂（辛酸亚锡、紫外线吸收剂、酞菁绿染料、增塑剂、消泡剂Foamaster 111及成膜助剂醇酯十二），即得目的产物。

颜料酞菁绿可选用江苏双乐化工染料公司提供的酞菁绿BG5染料（当然根据实际需要也可采用其它颜料）。填料可选用濮阳市恒丰石油化工有限公司生产的石油树脂，石油树脂除极少部分可参与反应外，主要是作为填料掺加，降低成本。N-330三羟基聚醚多元醇可选用上海高桥石化三厂的产品（当然，这里根据实际情况，可采用三羟基聚醚多元醇330、三羟基聚醚多元醇330X、三羟基聚醚多元醇303、三羟基聚醚多元醇310、三羟基聚醚多元醇220），为改善产品机械强度和延伸率，可适当增加N-330在组分中的比例。异氰酸酯可选用济南宝亮化工有限公司生产的产品。氰特CYMEL325氨基树脂可选用广东进口涂料助剂有限公司生产的产品。CYCAT-4045是胺封闭的对甲基苯磺酸催化剂，用于加速氨基树脂的固化并改进涂料的稳定性。也可用于水性涂料，加入此种催化剂时，基料不会沉淀，并且PH值不会降低。CYCAT4045催化剂可选用广东进口涂料助剂有限公司生产的产品。石油树脂可采用C9石油树脂、DCPD树脂或C5/C9共聚树脂。石油树脂可采用濮阳市恒丰石油化工有限公司生产的产品。石油树脂除极少部分可参与反应外，主要是作为填料掺加，降低成本。聚氨酯弹性体交联剂MOCA可选用苏州新区永耀科工贸化工有限公司生产的产品。MOCA作为交联剂加入，可使聚氨酯涂料机械强度增高，弹性优良。轻质碳酸钙可选用蓬莱市永丰达超细滑石粉厂生产的产品。辛酸亚锡可选用济南鹏兴化工有限公司生产的产品。紫外线吸收剂（UV531）可选用南京米兰化工有限公司生产的产品。增塑剂（邻苯二甲酸丁苄酯）可选用苏州化工农药集团生产的产品。消泡剂Foamaster 111可选用东莞市威博格化工有限公司生产的产品。成膜剂醇酯十二可选用无锡汉德森化工制品有限公司生产的产品。异氰酸酯选择甲苯二异氰酸酯（TDI）。石油树脂选择C5/C9共聚树脂。

实施例2。

一种无溶剂聚合型防腐涂料，以质量百分含量计，包括如下组分：

N-330三羟基聚醚多元醇 40%；

异氰酸酯 10%；

氰特CYMEL325氨基树脂 15%；

CYCAT4045催化剂 1%；

石油树脂 18%；

交联剂MOCA 3%；

轻质碳酸钙 10%；

辛酸亚锡 0.5%；

紫外线吸收剂 0.5%；

酞菁绿染料 0.5%；

增塑剂（邻苯二甲酸丁苄酯） 0.5%；

消泡剂Foamaster 111 0.5%；

成膜助剂醇酯十二 0.5%。

异氰酸酯选择甲苯二异氰酸酯（TDI）；石油树脂选择C5/C9共聚树脂。制备方法同上。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无溶剂聚合型防腐涂料，以质量百分含量计，包括如下组分：

N-330 三羟基聚醚多元醇 40% ；

异氰酸酯 10% ；

氰特CYMEL325氨基树脂 8% ；

CYCAT4045 催化剂 1% ；

石油树脂 25% ；

交联剂MOCA 3% ；

轻质碳酸钙 10% ；

辛酸亚锡 0.5% ；

紫外线吸收剂 0.5% ；

酞菁绿染料 0.5% ；

邻苯二甲酸丁苄酯 0.5% ；

消泡剂Foamaster 111 0.5% ；

成膜助剂醇酯十二 0.5%。

2.一种无溶剂聚合型防腐涂料，以质量百分含量计，包括如下组分：

N-330 三羟基聚醚多元醇 40% ；

异氰酸酯 10% ；

氰特CYMEL325氨基树脂 15% ；

CYCAT4045催化剂 1% ；

石油树脂 18% ；

交联剂MOCA 3% ；

轻质碳酸钙 10% ；

辛酸亚锡 0.5% ；

紫外线吸收剂 0.5% ；

酞菁绿染料 0.5% ；

邻苯二甲酸丁苄酯 0.5% ；

消泡剂Foamaster 111 0.5% ；

成膜助剂醇酯十二 0.5%。