CN112457723A - 一种可低温施工的船舶水性防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可低温施工的船舶水性防腐涂料及其制备方法，该防腐涂料包括以下质量分数的组分：水性有机硅改性苯丙乳液：40%～65%，颜填料：15%～35%，防沉剂：2%～6%，消泡剂：0.4%～1%，润湿剂：0.4%～1%，其它助剂：5%～10%，水：8%～15%。所述水性有机硅改性苯丙乳液为采用核壳乳液聚合工艺制成的具有互穿网络结构的有机硅氧烷改性的水性苯乙烯和丙烯酸酯共聚乳液。本发明的产品耐冻融循环超过15次，拉拔附着力大于10MPa，耐低温、耐酸碱性和防腐性都有明显提高，适用于船舶机舱的腐蚀防腐。本发明的方法制备过程简单，成本低，环保性能好，生产过程不产生废气、废水、废渣等。

Description

一种可低温施工的船舶水性防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于船舶涂料领域，主要涉及一种可低温施工的船舶水性防腐涂料及其制备方法。

背景技术

随着环保意识的增强，世界各国都相继制订了挥发性有机物(VOC)排放的限量标准和法规。溶剂型涂料是VOC的重要来源，对环境造成很大的污染，对人体带来极大的危害，同时在施工、储藏、运输中存在易燃、易爆等安全隐患。水性涂料具有绿色、节能、安全、作用方便的特点，在世界各国得到了迅速的发展。水性涂料作为加清水稀释的纯环保产品，比起传统的溶剂型涂料具有低甲醛、低芳香类碳氢化合物等特点，是属于新一代的高科技朝阳产品。

目前市场上水性涂料以水为分散介质，可大量节省石油资源，减少VOC排放，减轻环境污染，涂料生产和涂装过程中不燃、不爆，可消除内舱涂料施工中的火灾和中毒隐患，显著改善内舱室环境，并使一些交叉作业成为可能，有利于提高工效。但水性涂料以水为溶剂，而水的蒸发潜热大，固化过程能量消耗大，导致了施工周期相应延长，这不仅降低了工作效率，也增加了施工成本。且水性涂料对施工环境条件要求较严格，增加了调温调湿设备的投入，同时温度低也会导致固化过程中涂层的开裂与固化不完全等问题，带来安全隐患及工作量的增加。再者我国北方地区每年约有4～5个月的时间温度低于零度，因此使用可低温施工的船舶水性防腐涂料是保证工程质量和解决冬季施工问题的有效办法。

国内水性可低温施工型防腐涂料的生产和应用也还处于研究状态，现有水性丙烯酸防腐涂料的力学性能、附着力、防腐性能均可达到要求，但是对施工温度及环境湿度的要求也相对较高。因此在面对北方冬季的施工问题，或者在要求极高的低温特殊场所中的使用，水性丙烯酸防腐涂料还需要进一步发展和改进现有技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种可低温施工的船舶水性防腐涂料及其制备方法，在冬季及低温条件下施工无结冰现象且产品性能优异，以克服现有涂料的施工温度及环境湿度要求高，不能在低温特殊场所中使用的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的一种可低温施工的船舶水性防腐涂料，其特征在于，包括以下质量分数的组分：

所述水性有机硅改性苯丙乳液为采用核壳乳液聚合工艺制成的具有互穿网络结构的有机硅氧烷改性的水性苯乙烯和丙烯酸酯共聚乳液，其结构如下所示：

具有低温成膜性好、耐水性好、耐候性好、粘附力强的优点；例如浙江科力森公司生产的XL-907水性涂料专用乳液；

所述颜填料包括体质填料和颜料，所述体质填料选自钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、云母粉、高岭土、重晶石粉、轻质碳酸钙中的一种或几种的混合物；所述颜料选自钛白粉、氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、酞青蓝、炭黑中的一种或几种的混合物；

所述防沉剂为选自有机膨润土、聚氨酯缔合增稠剂、气相二氧化硅中的一种或多种的混合物；

所述消泡剂为水性有机硅改性聚醚酯化物消泡剂、聚硅氧烷消泡剂的一种或多种的混合物；

所述润湿剂为炔二醇类润湿剂、氟改性类润湿剂、有机硅类润湿剂中的一种或多种的混合物；

所述其它助剂包括流平剂、分散剂、增稠剂、防霉剂、防锈剂、防腐剂、PH调节剂中的一种或几种的混合物。

本发明所述的一种可低温施工的船舶水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将4％～8％(占原料总质量的百分数，下同)的所述水、1.8％～3％的所述其它助剂快速混合并搅拌分散均匀，得到助剂溶液A；

(2)向所述助剂溶液A中依次加入15％～35％的所述颜填料、0.2％～0.5％的所述消泡剂，在300～1000r/min转速下搅拌10～30min至分散均匀，研磨至合适细度≤20μm，得到混合浆料B；

(3)在搅拌状态下，依次向40％～65％所述水性有机硅改性苯丙乳液中加入所述混合浆料B、0.4％～1％的所述润湿剂、2％～6％的所述防沉剂、3.2％～7％的所述其它助剂和0.2％～0.5％的所述消泡剂，最后用4％～7％的水调整至合格粘度，即可得到本发明所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料。

本发明的有益效果在于：

本发明的可低温施工的船舶水性防腐涂料，采用可低温成膜的水性有机硅改性苯丙乳液作为主成膜物，具有优良的附着力、耐冲击性、耐磨性、耐低温性；乳液贮存期超过12个月，耐冻融循环超过15次，拉拔附着力大于10MPa，耐低温、耐酸碱性和防腐性都比现有市售水性丙烯酸类涂料有明显提高；固化后漆膜的挥发性有机化合物含量(VOC)满足≤80g/L的环保标准，漆膜与基材的附着力≥10MPa，具有优良的耐盐雾、耐腐蚀性能，适用于船舶机舱的腐蚀防腐。本发明的方法制备过程简单、制备工艺易于掌握，成本低，环保性能好，生产过程不产生废气、废水、废渣等。

具体实施方式

本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。

本实施例中所用的原材料均为市售。

水性有机硅改性苯丙乳液：浙江科力森公司生产的XL-907水性涂料专用乳液；

有机膨润土：河北京航矿产品有限公司生产的1250有机膨润土；

聚氨酯缔合增稠剂：南京凯时通公司生产的

的；

气相二氧化硅：德国瓦克公司生产的WACKERHDKV15牌号的气相法二氧化硅；

水性有机硅改性聚醚酯化物消泡剂：德国公司生产的德国明灵158、766牌号的消泡剂；

聚硅氧烷消泡剂：美国道康宁公司生产的DC65牌号的消泡剂；

炔二醇类润湿剂：天津赫普菲乐新材料有限公司生产的涂易乐

DS-960牌号的分散型润湿剂；

有机硅类润湿剂：斯洛柯集团公司生产的Silok8141F牌号的水性涂料润湿剂。

实施例1

一种可低温施工的船舶水性防腐涂料，其组分和质量分数见表1。

(1)将8％(占原料总质量的百分数，下同)的蒸馏水、1.5％分散剂和0.3％润湿分散剂混合并快速搅拌5分钟使之分散均匀，得到助剂溶液A；

(2)向所述助剂溶液A中依次加入颜填料(12％钛白粉和8％硫酸钡)和0.4％的水性有机硅改性聚醚酯化物消泡剂，在300r/min转速下搅拌30分钟至分散均匀，研磨至合适细度≤20μm，得到混合浆料B；

(3)在500r/min转速的搅拌下，依次向55％的水性有机硅改性苯丙乳液中加入所述混合浆料B、0.4％的炔二醇类润湿剂、5％的防沉剂(有机膨润土)、0.5％的分散剂、1.5％的防闪锈剂、2％的LT流变剂、0.4％的水性有机硅改性聚醚酯化物消泡剂，最后用5％的蒸馏水调整至合格粘度，即可得到本发明所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料。

表1实施例1～4的原料质量分数

实施例2

一种可低温施工的船舶水性防腐涂料，其组分和质量分数见表1。

(1)将5％的蒸馏水、1.5％的分散剂和0.5％的润湿分散剂混合并快速搅拌5分钟使之分散均匀，得到助剂溶液A；

(2)向所述助剂溶液A中依次加入颜填料(15％的钛白粉和10％的硫酸钡)和0.5％的水性有机硅改性聚醚酯化物消泡剂，在500r/min转速下搅拌20分钟至分散均匀，研磨至合适细度≤20μm，得到混合浆料B；

(3)在500r/min转速的搅拌下，依次向50％水性有机硅改性苯丙乳液中加入所述混合浆料B、0.5％的炔二醇类润湿剂、6％的防沉剂(聚氨酯缔合增稠剂)、2％的防闪锈剂、0.5％的分散剂、2％的LT流变剂、0.5％的聚硅氧烷消泡剂，最后用6％的蒸馏水调整至合格粘度，即可得到本发明所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料。

实施例3

一种可低温施工的船舶水性防腐涂料，其组分和质量分数见表1。

(1)将8％的蒸馏水、1.5％的分散剂和1％的润湿分散剂混合并快速搅拌5分钟使之分散均匀，得到助剂溶液A；

(2)向所述助剂溶液A中依次加入颜填料(10％的钛白粉和15％的硫酸钡)和0.5％的水性有机硅改性聚醚酯化物消泡剂，在700r/min转速下搅拌20分钟至分散均匀，研磨至合适细度≤20μm，得到混合浆料B；

(3)在500r/min转速的搅拌下，依次向40％的水性有机硅改性苯丙乳液中加入所述混合浆料B、1％的有机硅类润湿剂、6％的防沉剂(气相二氧化硅)、3％的防闪锈剂、3％的LT流变剂、0.5％的分散剂、0.5％的水性有机硅改性聚醚酯化物消泡剂，最后用10％的蒸馏水调整至合格粘度，即可得到本发明所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料。

实施例4

一种可低温施工的船舶水性防腐涂料，其组分和质量分数见表1。

(1)将7％的蒸馏水、1.5％的分散剂和0.3％的润湿分散剂混合并快速搅拌5分钟使之分散均匀，得到助剂溶液A；

(2)向所述助剂溶液A中依次加入颜填料(6％的钛白粉和9％的硫酸钡)和0.3％的聚硅氧烷消泡剂，在1000r/min转速下搅拌15分钟至分散均匀，研磨至合适细度≤20μm，得到混合浆料B；

(3)在500r/min转速的搅拌下，依次向60％的水性有机硅改性苯丙乳液中加入所述混合浆料B、0.4％的有机硅类润湿剂、4％的防沉剂(有机膨润土)、1.2％的防闪锈剂、2％的LT流变剂、0.5％的分散剂、0.3％的聚硅氧烷消泡剂，最后用7.5％的蒸馏水调整至合格粘度，即可得到本发明所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料。

对比例1～2

以市售的Yutwac水性丙烯酸防腐面漆作为对比例1，以市售的Deco Cryl9260水性丙烯酸防腐面漆作为对比例2。

测试例

将实施例1～4和对比例1～2中得到的船舶水性防腐涂料，在不同温度范围(5～35℃)将其涂布与钢材表面，对涂膜进行拉拔附着力、耐冻融、涂膜摆杆硬度、耐酸碱性、耐盐水、耐盐雾等测试；拉拔附着力按照GB/T5210标准进行检测；耐冻融按照GB/T9268-2008进行测试，耐冻融循环次数经15次后，涂层不开裂、起层、脱落、变色；干燥时间按照GB/T1728-1979进行测试；耐酸碱性按照GB/T1763进行测试，经480h试验后，涂层不开裂、起层、脱落；耐水性按照GB/T1733-1993进行测试，经1000h试验后，涂膜外观不起泡、不锈蚀；耐盐水性(400h)按照GB/T10834-2008进行测试，涂膜外观不起泡、不锈蚀；耐盐雾性能按照GB/T1771标准测试，涂膜干膜厚度40μm左右，耐盐雾性能达到1000h不起泡、不锈蚀。

实施例1～4和对比例1～2的测试结果列于表2。

表2实施例1～4和对比例1～2的测试结果

由表2可以看出，实施例1～4的船舶水性防腐涂料，拉拔附着力均≥10MPa，高于行业标准；表干时间和实干时间大幅度缩短；耐冻融性、耐酸碱性、耐水性、耐盐水性和耐盐雾性能都比对比例高很多，体现了本发明的优越性。

Claims (7)

1.一种可低温施工的船舶水性防腐涂料，其特征在于，包括以下质量分数的组分：

水性有机硅改性苯丙乳液： 40%～65%，

颜填料： 15%～35%，

防沉剂： 2%～6%，

消泡剂： 0.4%～1%，

润湿剂： 0.4%～1%，

其它助剂： 5%～10%，

水： 8%～15%；

所述水性有机硅改性苯丙乳液为采用核壳乳液聚合工艺制成的具有互穿网络结构的有机硅氧烷改性的水性苯乙烯和丙烯酸酯共聚乳液。

2.根据权利要求1所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料，其特征在于，所述颜填料包括体质填料和颜料，所述体质填料选自钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉、云母粉、高岭土、重晶石粉、轻质碳酸钙中的一种或几种的混合物；所述颜料选自钛白粉、氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、酞青蓝、炭黑中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料，其特征在于，所述防沉剂为选自有机膨润土、聚氨酯缔合增稠剂、气相二氧化硅中的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料，其特征在于，所述消泡剂为水性有机硅改性聚醚酯化物消泡剂、聚硅氧烷消泡剂的一种或多种的混合物。

5.根据权利要求1所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料，其特征在于，所述润湿剂为炔二醇类润湿剂、氟改性类润湿剂、有机硅类润湿剂中的一种或多种的混合物。

6.根据权利要求1所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料，其特征在于，所述其它助剂包括流平剂、分散剂、增稠剂、防霉剂、防锈剂、防腐剂、PH调节剂中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的可低温施工的船舶水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将4%～8%（占原料总质量的百分数，下同）的所述水、1.8%～3%的所述其它助剂快速混合并搅拌分散均匀，得到助剂溶液A；

（2）向所述助剂溶液A中依次加入15%～35%的所述颜填料、0.2%～0.5%的所述消泡剂，在300～1000 r/min转速下搅拌10～30min至分散均匀，研磨至合适细度≤20μm，得到混合浆料B；

（3）在搅拌状态下，依次向40%～65%所述水性有机硅改性苯丙乳液中加入所述混合浆料B、0.4%～1%的所述润湿剂、2%～6%的所述防沉剂、3.2%～7%的所述其它助剂和0.2%～0.5%的所述消泡剂，最后用4%～7%的水调整至合格粘度，即可得到所述可低温施工的船舶水性防腐涂料。