CN104449213A - 一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。它的组成包括甲、乙两组份，一份甲组份包括：环氧树脂45~65重量份，贝壳珍珠层片状粉体5～40重量份，抗紫外老化剂0.25～1重量份，脱泡剂0.25～1重量份，触变剂0.5～3重量份，增韧剂0.5～3重量份，润湿剂0.25～1重量份，偶联剂0.5～3重量份，溶剂40~60重量份。一份乙组份包括：聚酰胺25～50重量份，溶剂20~40重量份。一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。将贝壳珍珠层片状文石应用于防腐涂料中利用其迷宫效应，有效阻挡腐蚀介质的渗透，使涂膜具有附着强度高、耐蚀、涂膜收缩率低、抗渗透性好、热膨胀系数小、耐磨损、固化残余应力低、施工简便的优点。

Description

一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料
技术领域
本发明涉及一种防腐涂料，尤其涉及一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。
背景技术
在海洋环境中，海洋工程设备、海上石油天然气平台、港湾码头及船舶容易被海水严重腐蚀。腐蚀主要是材料接触腐蚀因子(水、氧气、离子、微生物等)，并与之发生反应，使材料的形态、结构发生改变的过程。所以腐蚀的“屏蔽”效应依然是当今防腐的重点，涂料防腐即是如此。涂膜防腐性能的好坏取决于涂膜能耐介质腐蚀时间的长短。要想延长防腐蚀的时间，必须增加介质通过涂膜的扩散时间。在涂膜有机体中与基体相间重叠排列数层薄层片状材料，形成多层致密的防渗层，可使腐蚀介质扩散渗透到被保护基体的途径变得曲曲折折，大大延长介质渗透的途径和时间，相应提高涂层的抗渗透性能及耐蚀寿命。因为生产成本、材料性能等原因的限制，目前在防腐涂料中应用的薄层片状防渗材料主要是玻璃鳞片。
虽然玻璃鳞片的化学稳定性和耐腐蚀性较好，但是玻璃鳞片表面处理乏力，改性成本高。表面偶联化处理技术和工艺成本较高。使用在防腐涂料中，其施工性、抗渗性、防沉性、排列定向性方面仍不理想。
贝壳珍珠层片状文石是一种生物矿化作用形成的生物矿物材料，其化学成分中碳酸钙约占95 %，其余约5 %为有机基质。文石板片是珍珠层的基本组成部分，文石板片呈假六边形、不规则多边形等多种形态，横向尺寸一般为2～20 μm，厚约0.2～0.7 μm，除文石片之间存在大量有机质外，文石片内部也存在有机质，文石板片存在更精细的结构。
贝壳具有独特的交叉层状结构。在有机质精确调控下，碳酸钙晶体在贝壳珍珠层有序沉积，形成多重微层结构。珍珠层片状文石晶体交叉迭层，堆砌成非常整齐有序的结构，片层之间为有机基质，是一种天然的有机/无机层状结构复合材料。有机质在贝壳增韧中具有不可替代的作用，有机质与相邻的文石层彼此黏合，两者间存在很强的界面作用。该界面相互作用可显著提高相邻文石层间的滑移阻力，从而起到增韧效果。另一方面，有机基质将彼此隔开的文石层桥接起来，可显著提高裂痕扩展阻力，从而提高贝壳的韧性。研究表明，与地质矿化天然碳酸钙相比，生物矿化碳酸钙力学性能(硬度、断裂韧性)高几个数量级，如贝壳珍珠层片状文石的硬度是纯文石的2倍，韧性是后者的3000倍，且珍珠层片状文石力学性能具有各向异性的特点。珍珠层片状文石杨氏模量为60～70 GPa，与玻璃相当，但抗张强度和破裂能则分别达到 140～170 MPa和350～1240 J/m2。约 1 %～5 %的蛋白质、多糖等有机质对生物矿化材料的高强度、高韧性具有重要作用。贝壳珍珠层片状文石粉体填充到基体树脂之间结合紧密，界面粘结好，能提高体系的硬度和刚性，产生良好的增韧效果。
在防腐涂料中一种薄层片状材料是否能够提高防腐涂料的性能，与这种片状材料和基底树脂的相容性关系密切。贝壳珍珠层片状文石是一种生物矿物材料，含有少量有机物，具有天然亲油疏水性和优异的力学性能，能均匀分布于基底树脂中，与基底树脂相容性良好。
贝壳珍珠层片状文石是一种廉价易得的天然片状材料，通过对加工工艺的控制可以调节贝壳珍珠层片状文石的片径和厚度，使得贝壳珍珠层片状文石具有较高的遮蔽率，加之贝壳珍珠层片状文石与基底树脂间良好的亲和性，可取代玻璃鳞片应用于海洋环境防腐涂料中，降低生产成本，提高防腐涂料防腐蚀性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。
一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，它的组成如下：
包括甲、乙两组份，一份甲组份包括：环氧树脂45~65重量份，贝壳珍珠层片状粉体5～40重量份，抗紫外老化剂0.25～1重量份，脱泡剂0.25～1重量份，触变剂0.5～3重量份，增韧剂0.5～3重量份，润湿剂0.25～1重量份，偶联剂0.5～3重量份，溶剂40~60重量份。一份乙组份包括：聚酰胺25～50重量份，溶剂20~40重量份。
所述的海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料由一份甲组份和一份乙组份混合搅匀而得。所述的贝壳珍珠层片状粉体为改性贝壳珍珠层片状粉体或未改性贝壳珍珠层片状粉体。所述的溶剂为二甲苯。所述的触变剂为二氧化硅。所述的增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述的偶联剂为硬脂酸、硬脂酸钙、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、焦磷酸酯钛酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯中的一种。
本发明用贝壳珍珠层片替代玻璃鳞片应用于防腐涂料中。玻璃鳞片改性成本高，与涂膜基底树脂亲和力差，在基底树脂中难以分散均匀。贝壳珍珠层片状文石是一种生物矿物材料，含有少量有机物，表面含有羧基、羰基、羟基和酰胺基基团，具有天然亲油疏水性和优异的力学性能，能均匀分布于基底树脂中，与基底树脂相容性良好。
贝壳珍珠层片状文石是一种廉价易得的天然片状材料，具有较高的遮蔽率。将贝壳珍珠层片状文石应用于防腐涂料中利用其迷宫效应，有效阻挡腐蚀介质的渗透，具有附着强度高、耐蚀、涂膜收缩率低、抗渗透性好、热膨胀系数小、耐磨损、固化残余应力低、施工简便的优点。
附图说明
图1是贝壳珍珠层电镜扫描；
图2是贝壳珍珠层片单片电镜扫描；
图3是贝壳珍珠层片粉体电镜扫描；
图4是改性贝壳珍珠层片粉体电镜扫描；
图5和图6是贝壳珍珠层片在海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂膜中与基底树脂紧密结合状态的电镜扫描。
具体实施方式
一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，它的组成如下：
包括甲、乙两组份，一份甲组份包括：环氧树脂45~65重量份，贝壳珍珠层片状粉体5～40重量份，抗紫外老化剂0.25～1重量份，脱泡剂0.25～1重量份，触变剂0.5～3重量份，增韧剂0.5～3重量份，润湿剂0.25～1重量份，偶联剂0.5～3重量份，溶剂40~60重量份。一份乙组份包括：聚酰胺25～50重量份，溶剂20~40重量份。
所述的海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料由一份甲组份和一份乙组份混合搅匀而得。所述的贝壳珍珠层片状粉体为改性贝壳珍珠层片状粉体或未改性贝壳珍珠层片状粉体。所述的溶剂为二甲苯。所述的触变剂为二氧化硅。所述的增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述的偶联剂为硬脂酸、硬脂酸钙、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、焦磷酸酯钛酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯中的一种。
实施例1：一份甲组份包括：环氧树脂45重量份，贝壳珍珠层片状粉体5重量份，抗紫外老化剂0.25重量份，脱泡剂0.25重量份，触变剂0.5重量份，增韧剂0.5重量份，润湿剂0.25重量份，偶联剂0.5重量份，溶剂40重量份。一份乙组份包括：聚酰胺25重量份，溶剂20重量份。
一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。贝壳珍珠层片状粉体为改性贝壳珍珠层片状粉体，溶剂为二甲苯，触变剂为二氧化硅，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯，偶联剂为硬脂酸。图1是贝壳珍珠层电镜扫描；图2是贝壳珍珠层片单片电镜扫描；图3是贝壳珍珠层片粉体电镜扫描；图4是改性贝壳珍珠层片粉体电镜扫描；图5和图6是贝壳珍珠层片在海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂膜中与基底树脂紧密结合状态的电镜扫描，其中图6为图5的局部放大图。
 
实施例2：一份甲组份包括：环氧树脂65重量份，贝壳珍珠层片状粉体40重量份，抗紫外老化剂1重量份，脱泡剂1重量份，触变剂3重量份，增韧剂3重量份，润湿剂1重量份，偶联剂3重量份，溶剂60重量份。一份乙组份包括：聚酰胺50重量份，溶剂40重量份。
一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。贝壳珍珠层片状粉体为未改性贝壳珍珠层片状粉体，溶剂为二甲苯，触变剂为二氧化硅，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯，偶联剂为二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯。
实施例3：一份甲组份包括：环氧树脂50重量份，贝壳珍珠层片状粉体10重量份，抗紫外老化剂0.4重量份，脱泡剂0.4重量份，触变剂1重量份，增韧剂1重量份，润湿剂0.4重量份，偶联剂1重量份，溶剂45重量份。一份乙组份包括：聚酰胺30重量份，溶剂25重量份。
一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。贝壳珍珠层片状粉体为未改性贝壳珍珠层片状粉体，溶剂为二甲苯，触变剂为二氧化硅，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯，偶联剂为异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。
实施例4：一份甲组份包括：环氧树脂52.5重量份，贝壳珍珠层片状粉体15重量份，抗紫外老化剂0.5重量份，脱泡剂0.5重量份，触变剂1.25重量份，增韧剂1.25重量份，润湿剂0.5重量份，偶联剂1.25重量份，溶剂47.5重量份。一份乙组份包括：聚酰胺35重量份，溶剂27.5重量份。
一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。贝壳珍珠层片状粉体为未改性贝壳珍珠层片状粉体，溶剂为二甲苯，触变剂为二氧化硅，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯，偶联剂为双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯。
实施例5：一份甲组份包括：环氧树脂55重量份，贝壳珍珠层片状粉体20重量份，抗紫外老化剂0.6重量份，脱泡剂0.6重量份，触变剂1.5重量份，增韧剂1.5重量份，润湿剂0.6重量份，偶联剂1.5重量份，溶剂50重量份。一份乙组份包括：聚酰胺40重量份，溶剂30重量份。
一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。贝壳珍珠层片状粉体为未改性贝壳珍珠层片状粉体，溶剂为二甲苯，触变剂为二氧化硅，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯，偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
实施例6：一份甲组份包括：环氧树脂57.5重量份，贝壳珍珠层片状粉体25重量份，抗紫外老化剂0.7重量份，脱泡剂0.7重量份，触变剂2重量份，增韧剂2重量份，润湿剂0.7重量份，偶联剂2重量份，溶剂52.5重量份。一份乙组份包括：聚酰胺42.5重量份，溶剂32.5重量份。
一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。贝壳珍珠层片状粉体为改性贝壳珍珠层片状粉体，溶剂为二甲苯，触变剂为二氧化硅，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯，偶联剂为硬脂酸钙。
实施例7：一份甲组份包括：环氧树脂60重量份，贝壳珍珠层片状粉体30重量份，抗紫外老化剂0.8重量份，脱泡剂0.8重量份，触变剂2.5重量份，增韧剂2.5重量份，润湿剂0.8重量份，偶联剂2.5重量份，溶剂55重量份。一份乙组份包括：聚酰胺45重量份，溶剂35重量份。
一份甲组份和一份乙组份混合搅匀得到海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料。贝壳珍珠层片状粉体为改性贝壳珍珠层片状粉体，溶剂为二甲苯，触变剂为二氧化硅，增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯，偶联剂为γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷。

Claims (7)

1. 一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，其特征在于它的组成如下：
包括甲、乙两组份，一份甲组份包括：环氧树脂45~65重量份，贝壳珍珠层片状粉体5～40重量份，抗紫外老化剂0.25～1重量份，脱泡剂0.25～1重量份，触变剂0.5～3重量份，增韧剂0.5～3重量份，润湿剂0.25～1重量份，偶联剂0.5～3重量份，溶剂40~60重量份;一份乙组份包括：聚酰胺25～50重量份，溶剂20~40重量份。
2. 如权利要求1所述的一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，其特征在于所述的海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料由一份甲组份和一份乙组份混合搅匀而得。
3. 如权利要求1所述的一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，其特征在于所述的贝壳珍珠层片状粉体为改性贝壳珍珠层片状粉体或未改性贝壳珍珠层片状粉体。
4. 如权利要求1所述的一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，其特征在于所述的溶剂为二甲苯。
5. 如权利要求1所述的一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，其特征在于所述的触变剂为二氧化硅。
6. 如权利要求1所述的一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，其特征在于所述的增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯。
7. 如权利要求1所述的一种海洋环境防腐环氧树脂贝壳珍珠层片涂料，其特征在于所述的偶联剂为硬脂酸、硬脂酸钙、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、焦磷酸酯钛酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯中的一种。
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