CN113150655A - 一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份原料：55‑75份E51环氧树脂，5‑10份复合填料，15‑20份碳酸钙，10‑20份硫酸钡；B组分包括如下重量份原料：10‑30份固化剂，0.5‑1份消泡剂550；偏析偏聚涂料技术使一次成膜后的涂层具有功能性梯度结构，底层具有与基体结合强度高，中间层具有耐渗透、表层具有抗磨损及耐海生物污损的特性，既摒弃了传统涂料底漆、中间漆、面漆的多次成型的复杂工艺，又避免了多层结构存在的层间缺陷问题。
Description
技术领域
本发明属于涂料制备技术领域，具体为一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料。
背景技术
船舶能否在航区内安全航行，其强度要求是很重要的，造成船舶强度降低的主要原因之一是由于船体和构件的腐蚀，而船体水线以下部分及水线部位外表面的腐蚀，将直接导致严重的船体损坏。
舶在大海中航行遇到的重要难题就是海洋生物对船底的附着及污损，海洋污损生物附着于船底，会增加航行阻力、降低船速、多耗燃料；附着于海洋养殖网具，会造成堵塞网眼、降低海水交换效率，可导致养殖鱼贝类发育不良甚至死亡；附着于海洋仪器上，会导致仪器信号失真、性能下降；附着于鱼雷，增加重量及航行阻力，造成鱼雷失衡失效，从而造成重大损失。涂装防污涂料是解决污损问题既经济又高效的重要途径。每年又有很大一笔费用是用在补偿由于防污涂料失效引起减速上，为了重新涂装防锈、防污涂料还要花费大量的费用。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份原料：55-75份E51环氧树脂，5-10份复合填料，15-20份碳酸钙，10-20份硫酸钡；
所述复合填料包括如下步骤制成：
步骤S1、将无水柠檬酸加入去离子水中，匀速搅拌10min后缓慢滴加乙二胺，完全加入后磁力搅拌30min，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应6h，制得反应液，向反应液中滴加质量分数10％氢氧化钠水溶液调节pH，直至体系呈中性，离心，收集上清液透析24h，制得溶液a；
步骤S2、将钛酸四丁酯和无水乙醇按照10g∶10mL的用量比混合均匀，缓慢滴加氢氟酸，磁力搅拌10min后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在150-200℃下反应20h，反应结束后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，之后干燥后在400℃下煅烧2h，制得纳米粒子，控制氢氟酸的用量为无水乙醇体积的50％；
步骤S3、将制得的纳米粒子分散在去离子水中，加入溶液a，磁力搅拌10h，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在140℃下水热处理4h，冷却至室温后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，烘干，制得复合填料。
步骤S1中将无水柠檬酸和乙二胺在去离子水中混合，水热反应制备出溶液a，该溶液a为一种碳量子点水溶液，之后步骤S2中在加入氢氟酸的水热条件下加入无水乙醇作为辅助修饰剂，以钛酸四丁酯等作为原料，制备出一种纳米粒子，该纳米粒子为纳米二氧化钛片层，之后00℃下煅烧，除去片层上的氟，步骤S3中将纳米粒子分散，加入溶液a，通过水热合成法，制备出复合填料，该复合填料为负载碳量子点的纳米粒子，具有优异的抗菌性能。
进一步地，B组分包括如下重量份原料：10-30份固化剂，0.5-1份消泡剂550。
进一步地，步骤S1中控制无水柠檬酸、乙二胺和去离子水的用量比为1g∶0.3mL∶10mL，步骤S3中控制纳米粒子和溶液a的用量比为100mg∶1mL。
进一步地，该涂料包括如下步骤制成：
第一步、分别将A组分和B组分原料混合均匀，研磨，制得A组分和B组分；
第二步、按照1∶5的重量比将B组分加入A组分中，高速搅拌，制得用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料。
本发明的有益效果：
本发明一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，包括A组分和B组分，在使用时能够依靠涂层表面及其难以附着的特性来阻碍海洋生物寄生，成膜机理为高分子材料热固化成型，有机高分子材料通过高分子各键的链接形成整体网络偏析偏聚结构涂层，不存在有机溶剂挥发缺陷，而且热固成型涂层结构密实；偏析偏聚涂料技术使一次成膜后的涂层具有功能性梯度结构，底层具有与基体结合强度高，中间层具有耐渗透、表层具有抗磨损及耐海生物污损的特性，既摒弃了传统涂料底漆、中间漆、面漆的多次成型的复杂工艺，又避免了多层结构存在的层间缺陷问题；
而且本发明还公开了一种复合填料，制备过程中步骤S1中将无水柠檬酸和乙二胺在去离子水中混合，水热反应制备出溶液a，该溶液a为一种碳量子点水溶液，之后步骤S2中在加入氢氟酸的水热条件下加入无水乙醇作为辅助修饰剂，以钛酸四丁酯等作为原料，制备出一种纳米粒子，该纳米粒子为纳米二氧化钛片层，之后00℃下煅烧，除去片层上的氟，步骤S3中将纳米粒子分散，加入溶液a，通过水热合成法，制备出复合填料，该复合填料为负载碳量子点的纳米粒子，具有优异的抗菌性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份原料：55份E51环氧树脂，5份复合填料，15份碳酸钙，10份硫酸钡；
复合填料包括如下步骤制成：
步骤S1、将无水柠檬酸加入去离子水中，匀速搅拌10min后缓慢滴加乙二胺，完全加入后磁力搅拌30min，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应6h，制得反应液，向反应液中滴加质量分数10％氢氧化钠水溶液调节pH，直至体系呈中性，离心，收集上清液透析24h，制得溶液a，控制无水柠檬酸、乙二胺和去离子水的用量比为1g∶0.3mL∶10mL；
步骤S2、将钛酸四丁酯和无水乙醇按照10g∶10mL的用量比混合均匀，缓慢滴加氢氟酸，磁力搅拌10min后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在150℃下反应20h，反应结束后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，之后干燥后在400℃下煅烧2h，制得纳米粒子，控制氢氟酸的用量为无水乙醇体积的50％；
步骤S3、将制得的纳米粒子分散在去离子水中，加入溶液a，磁力搅拌10h，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在140℃下水热处理4h，冷却至室温后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，烘干，制得复合填料，控制纳米粒子和溶液a的用量比为100mg∶1mL。
B组分包括如下重量份原料：10份固化剂，0.5份消泡剂550。
该涂料包括如下步骤制成：
第一步、分别将A组分和B组分原料混合均匀，研磨，制得A组分和B组分；
第二步、按照1∶5的重量比将B组分加入A组分中，高速搅拌，制得用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料。
实施例2
一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份原料：60份E51环氧树脂，6份复合填料，16份碳酸钙，15份硫酸钡；
复合填料包括如下步骤制成：
步骤S1、将无水柠檬酸加入去离子水中，匀速搅拌10min后缓慢滴加乙二胺，完全加入后磁力搅拌30min，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应6h，制得反应液，向反应液中滴加质量分数10％氢氧化钠水溶液调节pH，直至体系呈中性，离心，收集上清液透析24h，制得溶液a，控制无水柠檬酸、乙二胺和去离子水的用量比为1g∶0.3mL∶10mL；
步骤S2、将钛酸四丁酯和无水乙醇按照10g∶10mL的用量比混合均匀，缓慢滴加氢氟酸，磁力搅拌10min后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在150℃下反应20h，反应结束后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，之后干燥后在400℃下煅烧2h，制得纳米粒子，控制氢氟酸的用量为无水乙醇体积的50％；
步骤S3、将制得的纳米粒子分散在去离子水中，加入溶液a，磁力搅拌10h，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在140℃下水热处理4h，冷却至室温后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，烘干，制得复合填料，控制纳米粒子和溶液a的用量比为100mg∶1mL。
B组分包括如下重量份原料：20份固化剂，0.8份消泡剂550。
该涂料包括如下步骤制成：
第一步、分别将A组分和B组分原料混合均匀，研磨，制得A组分和B组分；
第二步、按照1∶5的重量比将B组分加入A组分中，高速搅拌，制得用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料。
实施例3
一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份原料：65份E51环氧树脂，8份复合填料，18份碳酸钙，18份硫酸钡；
复合填料包括如下步骤制成：
步骤S1、将无水柠檬酸加入去离子水中，匀速搅拌10min后缓慢滴加乙二胺，完全加入后磁力搅拌30min，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应6h，制得反应液，向反应液中滴加质量分数10％氢氧化钠水溶液调节pH，直至体系呈中性，离心，收集上清液透析24h，制得溶液a，控制无水柠檬酸、乙二胺和去离子水的用量比为1g∶0.3mL∶10mL；
步骤S2、将钛酸四丁酯和无水乙醇按照10g∶10mL的用量比混合均匀，缓慢滴加氢氟酸，磁力搅拌10min后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应20h，反应结束后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，之后干燥后在400℃下煅烧2h，制得纳米粒子，控制氢氟酸的用量为无水乙醇体积的50％；
步骤S3、将制得的纳米粒子分散在去离子水中，加入溶液a，磁力搅拌10h，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在140℃下水热处理4h，冷却至室温后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，烘干，制得复合填料，控制纳米粒子和溶液a的用量比为100mg∶1mL。
B组分包括如下重量份原料：25份固化剂，0.8份消泡剂550。
该涂料包括如下步骤制成：
第一步、分别将A组分和B组分原料混合均匀，研磨，制得A组分和B组分；
第二步、按照1∶5的重量比将B组分加入A组分中，高速搅拌，制得用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料。
实施例4
一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份原料：75份E51环氧树脂，10份复合填料，20份碳酸钙，20份硫酸钡；
复合填料包括如下步骤制成：
步骤S1、将无水柠檬酸加入去离子水中，匀速搅拌10min后缓慢滴加乙二胺，完全加入后磁力搅拌30min，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应6h，制得反应液，向反应液中滴加质量分数10％氢氧化钠水溶液调节pH，直至体系呈中性，离心，收集上清液透析24h，制得溶液a，控制无水柠檬酸、乙二胺和去离子水的用量比为1g∶0.3mL∶10mL；
步骤S2、将钛酸四丁酯和无水乙醇按照10g∶10mL的用量比混合均匀，缓慢滴加氢氟酸，磁力搅拌10min后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应20h，反应结束后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，之后干燥后在400℃下煅烧2h，制得纳米粒子，控制氢氟酸的用量为无水乙醇体积的50％；
步骤S3、将制得的纳米粒子分散在去离子水中，加入溶液a，磁力搅拌10h，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在140℃下水热处理4h，冷却至室温后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，烘干，制得复合填料，控制纳米粒子和溶液a的用量比为100mg∶1mL。
B组分包括如下重量份原料：30份固化剂，1份消泡剂550。
该涂料包括如下步骤制成：
第一步、分别将A组分和B组分原料混合均匀，研磨，制得A组分和B组分；
第二步、按照1∶5的重量比将B组分加入A组分中，高速搅拌，制得用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料。
对比例1
本对比例为市场中一种海洋涂料。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，包括A组分和B组分，其特征在于，所述A组分包括如下重量份原料：55-75份E51环氧树脂，5-10份复合填料，15-20份碳酸钙，10-20份硫酸钡；
所述复合填料包括如下步骤制成：
步骤S1、将无水柠檬酸加入去离子水中，匀速搅拌10min后缓慢滴加乙二胺，完全加入后磁力搅拌30min，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在200℃下反应6h，制得反应液，向反应液中滴加质量分数10％氢氧化钠水溶液调节pH，直至体系呈中性，离心，收集上清液透析24h，制得溶液a；
步骤S2、将钛酸四丁酯和无水乙醇按照10g∶10mL的用量比混合均匀，缓慢滴加氢氟酸，磁力搅拌10min后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在150-200℃下反应20h，反应结束后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，之后干燥后在400℃下煅烧2h，制得纳米粒子，控制氢氟酸的用量为无水乙醇体积的50％；
步骤S3、将制得的纳米粒子分散在去离子水中，加入溶液a，磁力搅拌10h，之后转移至聚四氟乙烯反应釜中，在140℃下水热处理4h，冷却至室温后真空抽滤，将滤饼分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次，烘干，制得复合填料。
2.根据权利要求1所述的一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，其特征在于，B组分包括如下重量份原料：10-30份固化剂，0.5-1份消泡剂550。
3.根据权利要求1所述的一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，其特征在于，步骤S1中控制无水柠檬酸、乙二胺和去离子水的用量比为1g∶0.3mL∶10mL，步骤S3中控制纳米粒子和溶液a的用量比为100mg∶1mL。
4.根据权利要求1所述的一种用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料，其特征在于，该涂料包括如下步骤制成：
第一步、分别将A组分和B组分原料混合均匀，研磨，制得A组分和B组分；
第二步、按照1∶5的重量比将B组分加入A组分中，高速搅拌，制得用于海洋装备工程的高性能耐海水防污腐液体涂料。
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2021
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