CN117363194A - 用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents
用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117363194A CN117363194A CN202311441614.9A CN202311441614A CN117363194A CN 117363194 A CN117363194 A CN 117363194A CN 202311441614 A CN202311441614 A CN 202311441614A CN 117363194 A CN117363194 A CN 117363194A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- weight
- polyurethane coating
- bioerosion
- polyurethane
- polyvinylpyrrolidone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims abstract description 41
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims abstract description 41
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims abstract description 41
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- SGXDXUYKISDCAZ-UHFFFAOYSA-N N,N-diethylglycine Chemical compound CCN(CC)CC(O)=O SGXDXUYKISDCAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N imidazolidin-2-one Chemical compound O=C1NCCN1 YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012745 toughening agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 36
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 14
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 abstract description 22
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 abstract description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 12
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 16
- 241001091139 Limnoperna Species 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 241001091141 Limnoperna fortunei Species 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 2
- 240000008574 Capsicum frutescens Species 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 241000237852 Mollusca Species 0.000 description 2
- 241001674048 Phthiraptera Species 0.000 description 2
- 239000001390 capsicum minimum Substances 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 235000020639 clam Nutrition 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical group O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 2
- 241000237519 Bivalvia Species 0.000 description 1
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 1
- 244000178937 Brassica oleracea var. capitata Species 0.000 description 1
- 241000238586 Cirripedia Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241000243320 Hydrozoa Species 0.000 description 1
- 241000237536 Mytilus edulis Species 0.000 description 1
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 description 1
- 241001310793 Podium Species 0.000 description 1
- 241001495452 Podophyllum Species 0.000 description 1
- 241000574149 Podotheca Species 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000251555 Tunicata Species 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000010196 hermaphroditism Effects 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 230000000366 juvenile effect Effects 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000020638 mussel Nutrition 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- YJGVMLPVUAXIQN-XVVDYKMHSA-N podophyllotoxin Chemical compound COC1=C(OC)C(OC)=CC([C@@H]2C3=CC=4OCOC=4C=C3[C@H](O)[C@@H]3[C@@H]2C(OC3)=O)=C1 YJGVMLPVUAXIQN-XVVDYKMHSA-N 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002786 root growth Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/08—Polyurethanes from polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及聚氨酯涂料技术领域,具体公开了用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法,包括以下组分:聚醚多元醇、TDI‑80、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨、2‑咪唑烷酮、二乙氨基乙酸、填料、增韧剂、助剂和催化剂。本发明所述聚氨酯涂料中各个组分相互作用,使该聚氨酯涂料具有粘结力强、耐水性好、且拉伸强度、撕裂强度等力学性能较高的优点,能够适用于水工构筑物;同时,本发明所述聚氨酯涂料为单组分涂料,具有操作方便,施工简单的优点,且不含铅的等重金属,属于环保型聚氨酯防水涂料。本发明所述聚氨酯涂料不仅可喷涂在水工构筑物表面,且能够用于水工建筑物伸缩缝处理。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯涂料技术领域,具体涉及用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
生物侵蚀是指由污损生物(包括动物、植物和微生物)生命活动引起或促进的材料性能的劣化和破坏。目前,已知的污损生物主要包括:水虱、水螅、外肛动物、苔虫、龙介虫、海鞘、藤壶、沼蛤以及藻类等等。生物侵蚀以淡水壳菜最为严重,淡水壳菜学名叫沼蛤。淡水壳菜雌雄异体,少量为雌雄同体,体外受精,生长发育经历幼虫、稚贝和成贝三个阶段,幼虫阶段,浮游在水体中,生物体长100~500微米。稚贝和成贝阶段固着生长,以纤毛运动摄取水中的浮游生物和有机碎屑等为生。成贝阶段壳长可达20~30毫米,外形近似三角形,壳质薄而坚硬,靠分泌的足丝附着或固着生活。淡水壳菜利用其足丝附着于坚硬基质如混凝土、石块、金属等表面以及木船和铁壳船的水下部分、工业用水或自来水原水管道内,靠滤食水中的浮游生物和有机碎屑生长。淡水壳菜是群栖性的动物,往往形成非常稠密乃至层层堆叠的群体,生长厚度可达3~125px,密度达87000个每平方米。
水泥混凝土构筑物用于交通、市政、水利等大型基建工程,其耐久性直接关系国民经济的发展和人身安全。混凝土的耐久性受到钢筋锈蚀、碳化、冻融破坏、碱-骨料反应等因素影响外,生物侵蚀也是致其性能劣化的一个重要因。水工混凝土由于长期处于具有生物活性的水环境中,水生物如水虱、灰线虫、贻贝类、藻类、淡水壳菜等生物会逐渐附着在混凝土构筑物表面,对混凝土产生微生物及大型污损生物的双重侵蚀作用。随着时间的延长,附着生物种类和数量也会增多,对混凝土的危害也将加剧。混凝土的生物侵蚀破坏形式可分为物理作用和化学作用。物理作用指一些生物对材料的机械破坏,如昆虫和啮齿动物啮蚀和穿孔、植物根系生长产生的生长压力对建筑物的涨裂;化学作用即附着于混凝土上的污损生物在其生长代谢(包括同化和异化)过程中产生酸性物质对混凝土造成分解破坏。
近年来,抽水蓄能电站中爆发了一系列淡水壳菜入侵引起的环境问题,使水工构筑物过水断面流量降低、管道堵塞,严重的造成发电机组停机;机组内淡水壳菜死亡后容易散发恶臭,严重影响机组工作的检修工作并造成水质恶化;淡水壳菜足丝附着后分泌出的有机酸等会腐蚀机组,造成金属部件腐蚀和老化。我国珠江流域、长江流域、澜沧江流域多个水电站和输水调水工程均受到淡水壳菜入侵,不仅影响了工程设备的运行安全和生产效率,带来较大的经济损失,同时也会破坏入侵地的生态系统平衡。总之,水工构筑物在服役中极易遭受水生物的附着污损,其中入侵性污损生物——淡水壳菜已成为困扰水利水电工程的一大难题,对水工构筑物产生了严重侵蚀破坏作用,严重影响了构筑物的服役寿命。
对于防治壳菜,专利CN109266089A采用复合涂料,复合涂料包括基础漆料和载有辣椒油的多孔陶瓷微球辣椒油所具有的刺激效果在不杀灭淡水壳菜的基础上,能有效抑制淡水壳菜的附着。专利CN112320970B在粘附有淡水壳菜的原水管道中加入酶制剂,采用酶制剂酶解淡水壳菜的足丝蛋白破坏其附着条件,从而达到去除管道中已粘附的淡水壳菜并抑制其生长的目的。也有采用聚氨酯涂料进行防治壳菜的技术。
聚氨酯涂料是市面上常见的防水涂料,现有的聚氨酯涂料包括双组份聚氨酯和单组分聚氨酯两种。双组份聚氨酯使用时,气味大,对环境和人员都造成比较大的伤害,工艺复杂需严格按照比例称量、混合,比例失衡或者混合不均都会影响制品性能,且使用剩余的物料无法保存而浪费问题。单组分聚氨酯防水涂料固化成膜,拉伸强度、撕裂强度等力学性能较低,与基面的粘结强度较差。水工构筑物所需要的涂料需要耐水性好、与基面的粘结强度较好,且拉伸强度、撕裂强度等力学性能较高。
因此,现有的单组分聚氨酯防水涂料不能很好的适用于水工构筑物,需要新设计一种能够适用于水工构筑物的防水涂料。
发明内容
本发明的目的在于用于提供防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法,该聚氨酯涂料具有粘结力强、耐水性好、且拉伸强度、撕裂强度等力学性能较高的优点,能够适用于水工构筑物。
本发明通过下述技术方案实现:
用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,包括以下组分:
聚醚多元醇、TDI-80、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨、2-咪唑烷酮、二乙氨基乙酸、填料、增韧剂、助剂和催化剂。
聚醚多元醇与TDI-80在催化剂作用下反应生产聚氨酯弹性基础体;聚乙烯吡咯烷酮为一种两亲性的聚合物,侧链上的吡咯烷酮基团为亲水集团,而主链的碳碳键则是疏水性链段,具有亲油性,经过聚乙烯吡咯烷酮改性后的石墨烯能够提高其在聚氨酯弹性体中的分散性,使氧化石墨烯与基体结合更加紧密,提高聚氨酯基体的弹性和拉伸强度。2-咪唑烷酮和二乙氨基乙酸中的活泼氢与异氰酸酯端基预聚物反应,使得分子链扩散延长。填料能够增强聚氨酯的拉伸强度;增韧剂主要起到增强增韧的作用,助剂在反应过程中起降低树脂粘度及增韧作用。
综上,本发明所述聚氨酯涂料中各个组分相互作用,使该聚氨酯涂料具有粘结力强、耐水性好、且拉伸强度、撕裂强度等力学性能较高的优点,能够适用于水工构筑物;同时,本发明所述聚氨酯涂料为单组分涂料,具有操作方便,施工简单的优点,且不含铅的等重金属,属于环保型聚氨酯防水涂料。
进一步地,包括以下重量份组分:
聚醚多元醇4.5~5.5重量份、TDI-80 0.5~0.9重量份、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨0.001~0.005重量份、2-咪唑烷酮0.002~0.007重量份、二乙氨基乙酸0.003~0.008重量份、填料0.03~0.1重量份、增韧剂0.05~0.08重量份、助剂0.45~0.82重量份和催化剂0.001~0.005重量份。
进一步地,所述聚醚多元醇为330N聚醚多元醇。
进一步地,所述填料包括滑石粉。
进一步地,所述增韧剂包括碳化硅。
进一步地,所述助剂包括邻苯二甲酸二丁酯。
进一步地,所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡。
一种聚氨酯涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯:将聚乙烯吡咯烷酮加入水中混合均匀,然后加入氧化石墨烯粉末搅拌使其分散均匀;加热搅拌5~10h,使氧化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮充分反应;将混合物烘干、研磨制得聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨;
S2、将TDI-80滴入到聚醚多元醇中,常温高速搅拌反应一段时间后,加入聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨、2-咪唑烷酮、二乙氨基乙酸、填料、增韧剂、助剂和催化剂,常温高速搅拌反应一段时间后至70℃-80℃温度下,继续搅拌反应一段时间。。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本明所述聚氨酯涂料中各个组分相互作用,使该聚氨酯涂料具有粘结力强、耐水性好、且拉伸强度、撕裂强度等力学性能较高的优点,具体伸粘结强度≥2.5Mpa,最大伸长率≥550;接触角大于120°,能够适用于水工构筑物。
2、本发明本明所述聚氨酯涂料为单组分聚氨酯,其施工工艺简单,可灌注和涂刷,不仅可喷涂在水工构筑物表面,且能够用于水工建筑物伸缩缝处理,剩余材料可以继续使用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1:
用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,包括以下组分:
聚醚多元醇、TDI-80、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨、2-咪唑烷酮、二乙氨基乙酸、填料、增韧剂、助剂和催化剂。具体包括以下重量份组分:
聚醚多元醇4.5~5.5重量份、TDI-80 0.5~0.9重量份、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨0.001~0.005重量份、2-咪唑烷酮0.002~0.007重量份、二乙氨基乙酸0.003~0.008重量份、填料0.03~0.1重量份、增韧剂0.05~0.08重量份、助剂0.45~0.82重量份和催化剂0.001~0.005重量份。
具体地,聚醚多元醇为330N聚醚多元醇。所述填料包括滑石粉。所述增韧剂包括碳化硅。所述助剂包括邻苯二甲酸二丁酯。所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡。
在本实施例中,聚醚多元醇与TDI-80在催化剂二月桂酸二丁基锡作用下反应生产聚氨酯弹性基础体;聚乙烯吡咯烷酮为一种两亲性的聚合物,侧链上的吡咯烷酮基团为亲水集团,而主链的碳碳键则是疏水性链段,具有亲油性,经过聚乙烯吡咯烷酮改性后的石墨烯能够提高其在聚氨酯弹性体中的分散性,使氧化石墨烯与基体结合更加紧密,提高聚氨酯基体的弹性和拉伸强度。2-咪唑烷酮和二乙氨基乙酸中的活泼氢与异氰酸酯端基预聚物反应,使得分子链扩散延长。滑石粉在聚氨酯反应过程中主要是起到填料的作用,增强聚氨酯的拉伸强度。碳化硅主要起到增强增韧的作用。邻苯二甲酸二丁酯在反应过程中起降低树脂粘度及增韧作用。
本实施例聚氨酯涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯:将聚乙烯吡咯烷酮加入水中混合均匀,然后加入氧化石墨烯粉末搅拌使其分散均匀;加热搅拌5~10h,使氧化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮充分反应;将混合物烘干、研磨制得聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨;
S2、将TDI-80滴入到聚醚多元醇中,常温高速搅拌反应一段时间后,加入聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨、2-咪唑烷酮、二乙氨基乙酸、填料、增韧剂、助剂和催化剂,常温高速搅拌反应一段时间后至70℃-80℃温度下,继续搅拌反应一段时间。
为了更好的说明本发明的效果,以以下具体实施例进行说明:
实施例1:
用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,由以下重量份组分组成:
330N聚醚多元醇4.6kg,TDI-80 0.6kg,聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨2.0g,2-咪唑烷酮3g,二乙氨基乙酸4g,滑石粉0.04kg,碳化硅0.06kg,0.65kg邻苯二甲酸二丁酯,二月桂酸二丁基锡2.5g。
制备方法如下:
第一步:聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯准备:将3.0g聚乙烯吡咯烷酮加入到盛有100ML去离子水的烧杯并搅拌使其混合,混合后加人0.1g氧化石墨烯粉末搅拌使其分散均匀;将混合溶液置于烧瓶中,超声30min后,在40~50℃水浴环境下加热搅拌5~10h,使氧化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮充分反应;反应完成后将混合物分别用无水乙醇与去离子水各清洗5次以除去未反应的聚乙烯吡咯烷酮,最后60℃烘干,48h并研磨制得改性氧化石墨烯粉末。
第二步:将定量的TDI-80滴入到聚醚多元醇中,常温高速搅拌(1000r/min)反应20min后,依次加入计量好的滑石粉、碳化硅、邻苯二甲酸二丁酯、改性氧化石墨烯、2-咪唑烷酮,二乙氨基乙酸、二月桂酸二丁基锡,常温高速搅拌反应10min后移至70℃-80℃温度下,继续搅拌反应1h30min后出料,充氮气密封保存,即为产品。
第三步:将产品涂覆到混凝土试件表面养护7天后,测试涂层的断裂伸长率、拉伸强度、表干时间、接触角等。同时将养护好的试件置于淡水菜壳大量繁殖水域进行同条件下的碳水壳菜附着试验,附着时间为6个月。
实施例2:
用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,由以下重量份组分组成:
330N聚醚多元醇4.9kg,TDI-80 0.7kg,聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨3.5g,2-咪唑烷酮3.5g,二乙氨基乙酸4.5g,滑石粉0.05kg,碳化硅0.07kg,0.07kg邻苯二甲酸二丁酯,二月桂酸二丁基锡3.0g。
制备方法如下:
第一步:聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯准备:将3.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到盛有100ML去离子水的烧杯并搅拌使其混合,混合后加人0.1g氧化石墨烯粉末搅拌使其分散均匀;将混合溶液置于烧瓶中,超声30min后,在40~50℃水浴环境下加热搅拌5~10h,使氧化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮充分反应;反应完成后将混合物分别用无水乙醇与去离子水各清洗5次以除去未反应的聚乙烯吡咯烷酮,最后60℃烘干,48h并研磨制得改性氧化石墨烯粉末。
第二步:将定量的TDI滴入到聚醚多元醇中,常温高速搅拌反应20min后,依次加入计量好的滑石粉、碳化硅、邻苯二甲酸二丁酯、改性氧化石墨烯、2-咪唑烷酮,二乙氨基乙酸、二月桂酸二丁基锡,常温高速搅拌反应10min后移至70℃-80℃温度下,继续搅拌反应1h30min后出料,充氮气密封保存,即为产品。
第三步:将产品涂覆到混凝土试件表面养护7天后,测试涂层的断裂伸长率、拉伸强度、表干时间、接触角等。同时将养护好的试件置于淡水菜壳大量繁殖水域进行同条件下的碳水壳菜附着试验,附着时间为6个月。
实施例3:
用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,由以下重量份组分组成:
330N聚醚多元醇5.1kg,TDI-80 0.8kg,聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨4.0g,2-咪唑烷酮4g,二乙氨基乙酸5.0g,滑石粉0.06kg,碳化硅0.08kg,0.8kg邻苯二甲酸二丁酯,二月桂酸二丁基锡3.5g。
制备方法如下:
第一步:聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯准备:将3.5g聚乙烯吡咯烷酮加入到盛有100ML去离子水的烧杯并搅拌使其混合,混合后加人0.1g氧化石墨烯粉末搅拌使其分散均匀;将混合溶液置于烧瓶中,超声30min后,在40~50℃水浴环境下加热搅拌5~10h,使氧化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮充分反应;反应完成后将混合物分别用无水乙醇与去离子水各清洗5次以除去未反应的聚乙烯吡咯烷酮,最后60℃烘干,48h并研磨制得改性氧化石墨烯粉末。
第二步:将定量的TDI滴入到聚醚多元醇中,常温高速搅拌反应20min后,依次加入计量好的滑石粉、碳化硅、邻苯二甲酸二丁酯、改性氧化石墨烯、2-咪唑烷酮,二乙氨基乙酸、二月桂酸二丁基锡,常温高速搅拌反应10min后移至70℃-80℃温度下,继续搅拌反应1h30min后出料,充氮气密封保存,即为产品。
第三步:将产品涂覆到混凝土试件表面养护7天后,测试涂层的断裂伸长率、表干时间、拉伸强度、接触角等。同时将养护好的试件置于淡水菜壳大量繁殖水域进行同条件下的碳水壳菜附着试验,附着时间为6个月。
实施例4:
用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,由以下重量份组分组成:
330N聚醚多元醇5.1kg,TDI-800.8kg,氧化石墨烯4.0g,2-咪唑烷酮4g,二乙氨基乙酸5.0g,滑石粉0.06kg,碳化硅0.08kg,0.8kg邻苯二甲酸二丁酯,二月桂酸二丁基锡3.5g。
制备方法如下:
第一步:将定量的TDI滴入到聚醚多元醇中,常温高速搅拌反应20min后,依次加入计量好的滑石粉、碳化硅、邻苯二甲酸二丁酯、氧化石墨烯、2-咪唑烷酮,二乙氨基乙酸、二月桂酸二丁基锡,常温高速搅拌反应10min后移至70℃-80℃温度下,继续搅拌反应1h30min后出料,充氮气密封保存,即为产品。
第三步:将产品涂覆到混凝土试件表面养护7天后,测试涂层的断裂伸长率、表干时间、拉伸强度、接触角等。同时将养护好的试件置于淡水菜壳大量繁殖水域进行同条件下的碳水壳菜附着试验,附着时间为6个月。
对比例1:
本对比例是市面上2种销售聚氨酯材料进行性能检测和涂覆后混凝土表面的淡水壳菜的附着数量,空白组是混凝土上淡水壳菜的附着数量。
实施例1-实施例4和对比例的测试结果如表1所示:
表1
上述性能测试参照GB/T19250-2003《聚氨酯防水涂料》,接触角的测定按照测量仪的步骤进行。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,其特征在于,包括以下组分:
聚醚多元醇、TDI-80、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨、2-咪唑烷酮、二乙氨基乙酸、填料、增韧剂、助剂和催化剂。
2.根据权利要求1所述的用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,其特征在于,包括以下重量份组分:
聚醚多元醇4.5~5.5重量份、TDI-80 0.5~0.9重量份、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨0.001~0.005重量份、2-咪唑烷酮0.002~0.007重量份、二乙氨基乙酸0.003~0.008重量份、填料0.03~0.1重量份、增韧剂0.05~0.08重量份、助剂0.45~0.82重量份和催化剂0.001~0.005重量份。
3.根据权利要求1或2所述的用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,其特征在于,所述聚醚多元醇为330N聚醚多元醇。
4.根据权利要求1或2所述的用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,其特征在于,所述填料包括滑石粉。
5.根据权利要求1或2所述的用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,其特征在于,所述增韧剂包括碳化硅。
6.根据权利要求1或2所述的用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,其特征在于,所述助剂包括邻苯二甲酸二丁酯。
7.根据权利要求1或2所述的用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料,其特征在于,所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡。
8.如权利要求1-7任一项所述的聚氨酯涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨烯:将聚乙烯吡咯烷酮加入水中混合均匀,然后加入氧化石墨烯粉末搅拌使其分散均匀;加热搅拌5~10h,使氧化石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮充分反应;将混合物烘干、研磨制得聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨;
S2、将TDI-80滴入到聚醚多元醇中,常温高速搅拌反应一段时间后,加入聚乙烯吡咯烷酮改性氧化石墨、2-咪唑烷酮、二乙氨基乙酸、填料、增韧剂、助剂和催化剂,常温高速搅拌反应一段时间后至70℃-80℃温度下,继续搅拌反应一段时间。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311441614.9A CN117363194A (zh) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311441614.9A CN117363194A (zh) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117363194A true CN117363194A (zh) | 2024-01-09 |
Family
ID=89402135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311441614.9A Pending CN117363194A (zh) | 2023-11-01 | 2023-11-01 | 用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117363194A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116769390A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-09-19 | 徐州卧牛山新型防水材料有限公司 | 一种石墨烯量子点改性抗菌防霉防水涂料及制备方法 |
-
2023
- 2023-11-01 CN CN202311441614.9A patent/CN117363194A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116769390A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-09-19 | 徐州卧牛山新型防水材料有限公司 | 一种石墨烯量子点改性抗菌防霉防水涂料及制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN117363194A (zh) | 用于防治水工构筑物生物侵蚀的聚氨酯涂料及其制备方法 | |
CN111302727B (zh) | 一种服役的防波堤水下区生态化修复方法 | |
CN105837733B (zh) | [(12‑丙烯酰‑氧)‑脱氢松香酸‑辣椒素酯]‑丙烯酸共聚物及其制备与应用 | |
CN103947694B (zh) | 一种蓝藻抑制剂组合物及其制作方法 | |
CN111270647A (zh) | 一种服役的海洋防波堤生态化方法 | |
CN101333034B (zh) | 一种利用弹性填料在池塘中构建微生物膜净化水质的方法 | |
CN111253125A (zh) | 一种诱导海洋固着生物附着的绿色混凝土及制备方法 | |
CN103947691B (zh) | 一种过氧化氢/聚硅硫酸铝复合蓝藻处理剂及其制作方法 | |
JP3175964B2 (ja) | 水域環境改善方法及び水域環境改善用塗料 | |
CN111268957A (zh) | 一种硅酸盐水泥混凝土的牡蛎附着基及制备方法 | |
CN101536736B (zh) | 一种水产养殖专用渔肥及其制备方法 | |
CN102177841B (zh) | 一种提高人工礁石表面藻类附着效果的方法 | |
CN103936122B (zh) | 一种除臭粉状蓝藻处理剂及其制作方法 | |
CN107445310A (zh) | 一种复合水质改良剂及其制备方法 | |
CN112111186B (zh) | 一种抗海洋生物污损涂料及其制备方法 | |
JP3095862B2 (ja) | 水域環境改善用資材の製造法及び水域環境改善用資材 | |
CN114032683A (zh) | 一种用于养殖网的聚甲醛纤维及其制备方法 | |
CN117885253B (zh) | 一种橡胶模板的制备方法、生态海工混凝土及其制备方法 | |
CN112707515A (zh) | 降低水体n、p的水体修复剂及其制备方法和应用 | |
CN106521945B (zh) | 多元协同防污共聚物修饰氨纶纤维及制备方法 | |
CN111269603A (zh) | 一种吡嗪喹唑啉二酮生物碱化合物在制备海洋污损生物防除剂中的应用 | |
CN109294431A (zh) | 一种海洋防污涂料 | |
CN110973035A (zh) | 一种用于河蚌养殖的营养液输送装置及其应用 | |
CN214299906U (zh) | 一种海洋防污涂层 | |
CN114292589B (zh) | 一种低模量渔网用防污漆的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |