CN103059695A

CN103059695A - 一种用于船舶淡水舱的长效防腐无溶剂无毒涂料

Info

Publication number: CN103059695A
Application number: CN2013100391176A
Authority: CN
Inventors: 郭常青; 白雪; 张善贵; 方倩; 杨凯; 阮景阳; 岳跃法; 蒋健明
Original assignee: Marine Chemical Research Institute Co Ltd
Current assignee: Marine Chemical Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103059695B

Abstract

本发明公开了一种用于船舶淡水舱的无溶剂无毒长效防腐涂料，由环氧树脂、增韧树脂、改性芳香胺固化剂、颜填料、触变剂、助剂组成。其中改性芳香胺固化剂由双酚F型环氧改性间苯二甲胺得到。该涂料适用于船舶淡水舱、压载舱、水箱、城市输水管道、电厂污水池及食品酿造行业贮罐、槽等内壁的涂装保护。

Description

一种用于船舶淡水舱的长效防腐无溶剂无毒涂料

技术领域

本发明涉及化学工业领域中的涂料制造，涉及一种具有15年防腐效果的船舶淡水舱无溶剂无毒长效防腐涂料的制造方法及其施工方法。

背景技术

目前，国内船舶淡水舱、大型盛装食用物品（如饮用水等）容器内壁的防护涂层，大多采用的是溶剂型、高固体份纯环氧涂料，这些涂料在生产、施工过程中往往会伴随着大量的溶剂挥发，这不仅会污染环境，在生产、施工过程中需要特殊的技安保护；而且这些涂料中的溶剂不会百分之百的挥发掉，所形成的漆膜其实是“微毒”的，若是船员长时间饮用与此类漆膜接触的水会严重危害身体健康。

大型船舶要求淡水舱涂料的使用寿命在10年以上，而现用的船舶淡水舱无溶剂型涂料，实际使用寿命难以满足船舶发展特别是大型船舶发展的需要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种船舶淡水舱用无毒涂料，符合国家涉水产品卫生标准要求而且具有15年的防腐效果满足现今造船发展的需要。

本发明目的之二是提供一种改性芳香胺固化剂。

本发明的船舶淡水舱用无毒防腐涂料由A和B组分组成，各组分的含量如下:

A组分由下列物质组成：

B组分由下列物质组成：

原料重量份数

改性芳香胺固化剂 15～22重量份

固化促进剂 3～10重量份

所述的环氧树脂由环氧值为0.48～0.54的双酚A型环氧树脂构成。这种树脂粘度小，极适宜用于配制无溶剂涂料。常用的市售产品为环氧树脂618（蓝星化工新材料）、R140（日本三井化学）、Epikote828（壳牌）、DER331（美国陶氏化学）。

所述的增韧树脂为卡德莱NC-513是一种独特的活性环氧增韧树脂，美国国家卫生基金会（NSF）认可。这种低粘度的液体每个分子上具有一个活性的环氧官能团，从而可以使其通过化学反应的方式进入环氧体系涂层中。在保持涂层性能的同时提高柔韧性和降低粘度，改善树脂和固化剂的相容性。

其分子式为：

所述的A组分，加入适当的颜填料。选择对人体无毒的钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉，它们可以是一种或几种并用。根据涂膜的物理机械性能，其总用量以A组分重量为100重量份计，在40～50重量份范围内。

所述触变剂为气相二氧化硅，由于无溶剂涂料粘度受温度的影响较大，通过加入气相二氧化硅来调节涂料的触变效果，同时可以改善涂料的防沉降、防流挂效果。用量以A组分重量为100重量份计，为0.5～3重量份。

所述助剂包括消泡剂、润湿分散剂、流平剂。

由于无溶剂涂料粘度较大，搅动过程中容易产生气泡，并且不易消除，需要加入合适的消泡剂来消除漆膜产生的气泡。通过大量的试验我们选择AFCONA2723与AFCONA2020两种消泡剂按照4∶1重量比配合使用，能获得最佳的消泡效果；根据无溶剂涂料难分散、不容易流平的特点，润湿分散剂选择BYK-P104S或AFCONA5065，流平剂选择AFCONA3700。助剂总用量以A组分重量为100重量份计，宜掌握在2～5.5重量份范围内。

所述的改性芳香胺固化剂的制备工艺如下：将双酚F型环氧YDF-17035重量份与乙醇10重量份混合均匀。再将间苯二甲胺60重量份、硅烷偶联剂KH5605重量份加入到反应釜中，升温至80℃，边搅拌边缓慢滴加双酚F型环氧YDF-170与乙醇的混合液，在80℃保温下边搅拌边反应2小时，采用常压蒸馏的方式将未参加反应的乙醇蒸馏掉，得到浅黄色透明液态的改性芳香胺固化剂。得到改性芳香胺固化剂不仅可以提高与环氧树脂的交联密度，增强涂层的耐介质性能；还可以提高环氧涂层的柔韧性。得到改性芳香胺分子式为：

所述的固化剂促进剂DMP-30是市售产品，该产品是由二胺基二苯基甲烷(DDM)加入适量的低分子量环氧树脂改性制成。改性芳香族固化剂基本不会有游离胺析出，不会对人体产生危害。

所述的环氧涂料配制成A、B两组分，A组分的构成：环氧树脂30～45重量份、增韧树脂10～15重量份、颜填料40～50重量份、触变剂0.5～3重量份、助剂2～5.5重量份；B组分的构成：改性芳香族固化剂15～22重量份、固化促进剂3～10重量份。

本发明的涂料在使用时按照A∶B=4∶1重量比混合，经喷涂所形成的涂膜性能指标如下：

1、附着力20～30MPa（GB/T5210-2006色漆和清漆拉开法附着力试验）

2、耐盐雾（漆膜厚度500um左右）5000小时漆膜完好（GB/T1771-2007色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定）

3、漆膜耐冷热交替（-55～80℃，2个小时1循环）12个循环漆膜完好。(GJB GJB150.5-1986温度冲击试验)

4、耐蒸馏水、自来水15000小时，漆膜无变化（GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定）；

5、耐海水8000小时，漆膜无变化（GB/T9274-1988色漆和清漆耐液体介质的测定）。

6、该涂料经山东省疾控中心及中国疾控中心检测，其毒理学检验包括急性经口毒性试验（LD₅₀均大于5000mg/kg）、小鼠骨髓细胞微核试验、Ames试验；卫生安全浸泡试验包括色、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、PH、溶解性总固体、耗氧量、重金属（砷、镉、六价铬等）含量、挥发酚、三氯甲烷增加量＜0.5ug/L、四氯化碳增加量＜0.1ug/L、环氧氯丙烷增加量＜0.002ug/L、苯乙烯增加量＜0.002ug/L皆满足***对涉水产品卫生要求（《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》（2001））。

本发明的环氧涂料配方中不添加溶剂、常温固化、生产施工过程符合环保要求，形成的涂层通过实验室加速盐雾试验验证，有15年以上的防腐效果。该涂料不仅可应用于船舶淡水舱，还可应用于城市输水管道、蓄水池及食品化工行业的储罐的内壁防腐。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1改性芳香胺固化剂的制备

按如上配比先将双酚F型环氧YDF-17035重量份与乙醇10重量份混合均匀。再将间苯二甲胺60重量份、硅烷偶联剂KH5605重量份加入到反应釜中，升温至80℃，边搅拌边缓慢滴加双酚F型环氧与乙醇的混合液，在80℃保温下边搅拌边反应2小时，采用常压蒸馏的方式将不参加反应的乙醇蒸馏掉，得到浅黄色透明液态的改性芳香胺固化剂。

实施例2

称取DER331环氧树脂30重量份、采用增韧树脂NC-513 15重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，加入消泡剂（AFCONA2723、2020）1.5重量份、润湿分散剂（BYK-P104S）1.5重量份、流平剂（AFCONA3700）1.5重量份，与树脂搅拌均匀后加入钛白粉10重量份、滑石粉40重量份、触变剂0.5重量份进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度，过滤装桶成为涂料A组分。

称取实施例1制备的改性芳香胺固化剂15重量份，附着力促进剂10重量份，进一步搅拌均匀，过滤装桶成为涂料的B组分。

使用时将A、B两组分按重量比4：1的比例混合，机械搅拌均匀，经喷涂所形成的涂膜性能指标如下：

附着力20～30MPa；耐盐雾（漆膜厚度500um左右）5000小时漆膜完好；漆膜耐冷热交替（-55～80℃，2个小时1循环）12个循环漆膜完好。常温条件下，耐蒸馏水、自来水15000小时漆膜无变化；耐海水浸泡8000小时漆膜无变化。

实施例3

采用R140环氧树脂45重量份和增韧树脂NC-513 10重量份，投入到不锈钢罐中用高速搅拌机搅拌，加入消泡剂（AFCONA2723、2020）0.6重量份、润湿分散剂（BYK-P104S）0.8重量份、流平剂（AFCONA3700）0.6重量份，与树脂搅拌均匀后加入钛白粉8重量份、沉淀硫酸钡32重量份、触变剂气相二氧化硅3重量份，进一步搅拌均匀，然后用砂磨机或三辊研磨机研磨至标准细度，过滤装桶成为涂料A组分。

采用实施例1制备的改性芳香胺固化剂22重量份，固化促进剂3重量份使用高速分散机搅拌均匀，过滤装桶成为涂料的B组分。

使用时将A、B两组分按重量比4：1的比例混合，机械搅拌均匀，经喷涂所形成的涂膜性能指标与实施例2相同。

实施例4

在浙江温岭船厂，新造渔船的船舶淡水舱，施工时将淡水舱舱壁表面喷砂处理至Sa2.5。采用实施例2所制备的涂料，将A、B两组分按A∶B＝4∶1的重量份称取配合，搅拌均匀，采用专用高压无气喷涂设备进行喷涂，检测厚度，厚度合格后涂层常温(25℃)固化七天，用水清洗后使用。得到的涂层平整、表面光亮，使用6个月后检查，涂层完好。

实施例5

在山东日照船厂，新造船的船舶淡水舱，施工时将淡水舱舱壁表面喷砂处理至Sa2.5。采用实施例2所制备的涂料，将A、B两组分按A∶B＝4∶1的重量份称取配合，搅拌均匀，采用专用高压无气喷涂设备进行喷涂，涂层常温(25℃)固化七天后，用水清洗整舱淡水至少存放48小时后使用。得到的涂层平整、表面光亮，使用12个月后检查，涂层完好。

实施例6

采用实施例3所制备的涂料应用于青岛三利中德美水设备有限公司储水容器产品。水容器内壁经喷砂处理至Sa2.5，将A、B两个组分分别加热到70～75℃之间，采用专用的双组分高压无气喷涂设备，按A∶B＝4∶1(重量比)的比例混合喷涂，常温(25℃)固化七天，用清水冲洗后使用。得到的涂层外观平整、表面光亮，防渗透性能较好。使用18个月，查看涂层不开裂、不脱落，涂层完好。

实施例7

采用实施例3所制备的涂料，应用于佛山市腾辉锅炉设备有限公司的PP粒料筒仓内壁做防腐蚀保护材料。施工时首先将罐内壁表面喷砂处理达到Sa2.5。将A、B两组分按A∶B＝4∶1的重量份称取配合，搅拌均匀，将A、B两个组分分别加热到70～75℃之间，采用专用的双组分高压无气喷涂设备，按A∶B＝4∶1(重量比)的比例混合喷涂，常温(25℃)固化七天后投入使用。得到的涂层平整、表面光亮，使用12个月后开罐检查，涂层完好。

Claims

1.一种船舶淡水舱用无毒防腐涂料，其特征是，双组分涂料，由A组分和B组分组成，其中A组分由下列物质组成：

B组分由下列物质组成：

原料重量份数

改性芳香胺固化剂 15~22

固化促进剂 5~10

A与B按4:1重量比混合喷涂。

2.根据权利要求1所述的船舶淡水舱用无毒防腐涂料，其特征是所述的环氧树脂是环氧值为0.48~0.54的双酚A型环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的船舶淡水舱用无毒防腐涂料，其特征是所述的增韧树脂为卡德莱公司的NC-513腰果酚树脂。

4.根据权利要求1所述的船舶淡水舱用无毒防腐涂料，其特征是所述的改性芳香胺固化剂为双酚F型环氧YDF-170与间苯二甲胺反应合成。

5.根据权利要求1所述的船舶淡水舱用无毒防腐涂料，其特征在于，所述的助剂为消泡剂、润湿分散剂、流平剂。

6.根据权利要求1所述的船舶淡水舱用无毒防腐涂料，其特征在于，所述的颜填料为钛白粉、沉淀硫酸钡、滑石粉中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述的船舶淡水舱用无毒防腐涂料，其特征是所述的消泡剂为埃夫可纳公司的AFCONA-2723与AFCONA2020按照4：1重量比配合使用。

8.根据权利要求4所述的船舶淡水舱用无毒防腐涂料，制备所述改性芳香胺固化剂的方法，包括以下步骤：将双酚F型环氧YDF-170 35重量份与乙醇10重量份混合均匀，再将间苯二甲胺60重量份、硅烷偶联剂KH560 5重量份加入到反应釜中，升温至80℃，边搅拌边缓慢滴加双酚F型环氧YDF-170 与乙醇的混合液，在80℃保温下边搅拌边反应2小时，采用常压蒸馏的方式将未参加反应的乙醇蒸馏掉，得到浅黄色透明液态的改性芳香胺固化剂。