CN108997909A

CN108997909A - 高光滑度低摩擦型防污涂料

Info

Publication number: CN108997909A
Application number: CN201810582617.7A
Authority: CN
Inventors: 丁贤雄
Original assignee: Shanghai Mu Dish New Mstar Technology Ltd
Current assignee: Shanghai Mu Dish New Mstar Technology Ltd
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2018-12-14

Abstract

本发明公开了一种高光滑度低摩擦型防污涂料，包括预聚物溶液和树脂溶液，所述预聚物溶液和树脂溶液以1:1的比例混合后进行使用；所述预聚物溶液由100wt％的亚甲基二异氰酸酯，所述亚甲基二异氰酸酯含有8wt％～12wt％的NCO；所述树脂溶液包括42wt％～48wt％的聚氧丙烯二胺、8wt％～10wt％的分子量为5000的聚醚三胺、15wt％～20wt％聚二苯基胺、8wt％～20wt％的改性氨基硅树脂、0.5wt％～10wt％的改性氟树脂、4wt％～7wt％的改性树脂填充剂、1wt％～2wt％的粘结剂以及1wt％～2wt％的颜料。本发明具有优秀的延伸率、弹性率、耐磨耗性、防污性、耐久性、粘结力，可避免船舶运行或长时间停泊时发生海洋生物附着及船体腐蚀的现象，不易引起环境污染。

Description

高光滑度低摩擦型防污涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高光滑度低摩擦型防污涂料。

背景技术

船舶吃水线下方浸泡于海水中部分会附着有多种海洋生物，海洋生物产生的阻力不仅使船舶燃料消耗量增加，而且是船舶航海速度降低的主要原因。目前使用最广的是含锡化合物防污涂料，这种涂料价格低廉、原料易获取、防污性能卓越，使船舶具有少量海洋生物附着。但现有含锡化合物防污涂料会释放出环境激素，是目前被公认的海洋污染主要因素之一。最新研发的利用防污涂料在船舶航海时逐渐磨损的原理来发挥防污性能的自我磨耗型的防污涂料，可避免释放环境激素，并且最大限度防止船舶航海时海洋生物附着；但这种涂料的涂膜强度非常脆弱，需要频繁进行维修涂装，且并未解决船舶长时间停泊时大量海洋生物附着问题。

如韩国专利公开第99-61474号(1999年7月26日公开)、韩国专利注册第254651号(2000年2月3日注册)等所记载上述的自我磨耗型防污涂料中，因防污涂料与海水发生反应，而使防污成分进入海水中，因此存在频繁维修涂装的问题，且在长时间停泊的情况下，因防污成分无法活跃的涌出而存在大量海洋生物附着的问题。

除此之外，由混凝土制成的养殖场或抽取海水的配管的内侧壁面、上水道、下水道之类的用于移送流体的各种配管的内侧面等也会发生异物附着的现象，不仅导致流体流动不顺畅，而且异物已引起配管腐蚀，从而使用寿命降低、成本增加。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种高光滑度低摩擦型防污涂料，具有优秀的延伸率、弹性率、耐磨耗性、防污性、耐久性、粘结力，可避免船舶运行或长时间停泊时发生海洋生物附着及船体腐蚀的现象，不易引起环境污染。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：一种高光滑度低摩擦型防污涂料，包括预聚物溶液和树脂溶液，所述预聚物溶液和树脂溶液以1:1的比例混合后进行使用；所述预聚物溶液由100wt％的亚甲基二异氰酸酯，所述亚甲基二异氰酸酯含有8wt％～12wt％的NCO；所述树脂溶液包括42wt％～48wt％的聚氧丙烯二胺、8wt％～10wt％的分子量为5000的聚醚三胺、15wt％～20wt％聚二苯基胺、8wt％～20wt％的改性氨基硅树脂、0.5wt％～10wt％的改性氟树脂、4wt％～7wt％的改性树脂填充剂、1wt％～2wt％的粘结剂以及1wt％～2wt％的颜料。

所述预聚物溶液为100wt％的亚甲基二异氰酸酯，决定高光滑度低摩擦型防污涂料的整体硬度、耐候性及伸长率等物性的组分；其中，NCO含量越高，固化后的涂膜硬度过高，NCO含量越低，固化后的涂膜硬度越低，因此，优选的，本发明所述亚甲基二异氰酸酯NCO含量为8wt％～12wt％。

所述树脂溶液中的聚氧丙烯二胺用于调节涂膜的延伸率和拉伸强度，所述聚氧丙烯二胺添加量小于42wt％时，涂膜延伸率较低，所述聚氧丙烯二胺添加量大于48wt％时，涂膜延伸率和拉伸强度增加，但耐磨耗性降低，因此，优选的，本发明所述聚氧丙烯二胺以42wt％～48wt％的范围添加。

所述树脂溶液中的分子量为5000的聚醚三胺用于调节固化时间，所述分子量为5000的聚醚三胺添加量小于8wt％时，固化时间变长，所述分子量为5000的聚醚三胺添加量大于10wt％时，因固化时间过快而出现外观降低和附着力降低的现象，因此，优选的，本发明所述分子量为5000的聚醚三胺以8wt％～10wt％的范围添加。

所述树脂溶液中的聚二苯基胺用于调整固化物性并提高延伸率，所述聚二苯基胺添加量小于15wt％，用于调节固化时间、增加延伸率时，涂膜表面残留粘稠物，固化后依然存在残留物，导致表面受到污染，易粘上异物，耐磨耗性降低，所述聚二苯基胺添加量大于20wt％，用于调节固化时间、增加延伸率时，虽然固化时间加快，但实现固化后耐久性降低，易出现折断或破碎的现象，因此，优选的，本发明所述聚二苯基胺以15wt％～20wt％的范围添加。

所述树脂溶液中的改性氨基硅树脂和改性氟树脂用于提高滑动性和防污性；所述改性氨基硅树脂添加量小于8wt％时，滑动性及防污性降低，无法防止异物附着现象，所述改性氨基硅树脂添加量大于20wt％时，滑动性及防污性增强，层间粘结力降低，伸长率减小，因此，优选的，本发明所述改性氨基硅树脂以8wt％～20wt％的范围添加；所述改性氟树脂添加量小于5wt％时，滑动性及防污性降低，无法防止异物附着现象，所述改性氟树脂添加量大于10wt％时，层间粘结力降低，伸长率减小，因此，优选的，本发明所述改性氟树脂以5wt％～10wt％的范围添加。

所述树脂溶液中的改性树脂填充剂用于提高耐磨耗性，作为优选，所述改性填充剂为纳米硅酸盐，以5wt％～9wt％的范围添加。

所述树脂溶液中的粘结剂使各组分之间的混合更为顺畅且提高与基材底物之间的粘合力，优选的，所述粘结剂选自β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种，所述粘结剂添加量小于1wt％时，粘结力降低，所述粘结剂添加量大于2wt％时，粘结力增加但耐磨耗性降低，因此，优选的，所述粘结剂以1wt％～2wt％的范围添加。

所述树脂溶液中的颜料用于呈现出色调；所述颜料添加量小于1wt％时，颜色被屏蔽，无法呈现，所述颜料添加量大于2wt％时，因颜色被隐蔽而无法呈现，因此，优选的，本发明所述颜料以1wt％～2wt％的范围添加。

本发明所述高光滑度低摩擦型防污涂料在底物上形成防污层的步骤如下：

S1、底物预处理步骤，利用动力工具对船舶船体吃水线下方部分或用于流体及气体移送管、水道的钢管、混凝土水槽的内部面等底物进行预处理，去除异物，涂覆底漆，增加底物与本发明所述高光滑度低摩擦型防污涂料之间的附着力；

S2、喷射步骤，在压力为2000psi以上、软管温度为70℃～80℃的条件下利用二液型高压喷洒设备以1:1的比率向得到预处理的底物的表面同时喷射预聚物溶液和树脂溶液，所述预聚物溶液和树脂溶液喷射混合的同时引起化学反应，并在1～2分钟后实现固化，从而在底物表面形成防污层。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果：

1、本发明将硅树脂和氟树脂混合使用，从而提高与其他涂料的相容性，从而使液相涂料内的各成分表面张力最小，提高涂料扩散性，实现涂料在底物上的密合涂布，提高附着力。

2、本发明可避免船舶运行或长时间停泊时发生海洋生物附着的现象。

3、本发明通过使用延伸率及拉伸强度优秀的聚脲，使涂料具有优秀的延伸率、弹性率、耐磨耗性、防污性、耐久性、粘结力，因此可避免船舶靠岸时由防御物引起的损伤、防止船舶腐蚀，不易引起环境污染。

4、本发明还适用于流体及气体移送管、水道所使用的钢管等配管的内侧面，防止异物附着，从而使流体的流动更顺畅，延长配管的寿命。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面将结合各个实施例作进一步描述。

表1为本发明高光滑度低摩擦型防污涂料的实施例1至实施例5的组分含量比

其中，实施例1至实施例3中树脂溶液组分固定为聚氧丙烯二胺43wt％、分子量5000的聚醚三胺9wt％、改性氨基硅树脂15wt％、改性氟树脂5wt％、聚二苯基胺17wt％、颜料2wt％、改性填充剂7wt％、增粘剂1wt％，预聚物溶液中亚甲基二异氰酸酯的NCO含量分别为10％、11.4％、13％。

其中，实施例4至实施例5中树脂溶液组分中改性树脂填充剂、颜料、增粘剂分别固定为6&、2％、1％，树脂溶液中的聚氧丙烯二胺分别为48％、42％，树脂溶液中的分子量为5000的聚醚三胺分别为10％、8％，树脂溶液中的改性氨基硅树脂分别为9％、18％，树脂溶液中的改性氟树脂分别为4％、8％，树脂溶液中的聚二苯基三胺分别为20％、15％；实施例4至实施例5预聚物溶液中亚甲基二异氰酸酯的NCO含量分别为10.5％、2％。

其中，比较例1、比较例2分别为现有防污涂料(SPC涂料)、进口硅涂料。

表1实施例1至实施例5的组分含量比

在横竖宽度为20×30cm，厚度为3mm的材质与船舶船体相同的铁板上以500μm～800μm的厚度涂敷通过如上所述的实施例1至实施例5来制作而成的本发明的高光滑度低摩擦型防污涂料，进行易高附着力试验，来测定附着性，并且使用杜邦冲击测试仪测定耐冲击性，测定结果如表2所示。

并且，在横竖宽度为20×30cm，厚度为3mm的材质与船舶船体相同的铁板上以500μm～800μm的厚度涂敷通过如上所述的实施例1至实施例5来制作而成的本发明的高光滑度低摩擦型防污涂料，并在沿海4～5m深度浸渍试片后，12个月内测定是否附着海洋生物及异物的防污性，测定结果如表2所示。

并且，在横竖宽度为20×30cm，厚度为3mm的材质与船舶船体相同的铁板上以500μm～800μm的厚度涂敷通过如上所述的实施例1至实施例5来制作而成的本发明的高光滑度低摩擦型防污涂料，投至线束回流水槽试验仪内，测定线束摩擦抵抗性，测定结果如表2所示。

并且，在横竖宽度为20×30cm，厚度为3mm的材质与船舶船体相同的铁板上以500μm～800μm的厚度涂敷通过如上所述的实施例1至实施例5来制作而成的本发明的高光滑度低摩擦型防污涂料，使用船体表面粗糙度测定仪测定船体表面粗糙度，测定结果如表2所示。

其中，实施例1至实施例5中所述高光滑度低摩擦型防污涂料在底物上形成防污层的步骤如下：

表2实施例1至实施例5、以及比较例1、比较例2的附着性、耐冲击性、防污性、线束摩擦抵抗性、表面粗糙度的测定结果表

实施例1至实施例5与比较例1、比较例2相比，具有优秀的附着性、耐冲击性、防污性、线束摩擦抵抗性、表面粗糙度等物性；如实施例1至实施例3所示，当预聚物溶液中的亚甲基二异氰酸酯NCO含量在10％～13％的NCO范围内，实施例1至实施例3物性无较大差异；

实施例4至实施例5中改性氨基硅树脂添加量越多，耐冲击性、防污性、线束摩擦抵抗性、船体表面粗糙度越优秀，但附着性降低；

实施例1至实施例5中，附着性使涂料湿润性及扩散性增强，使用改性氨基硅树脂溶液和增粘剂使涂料呈现出优秀的粘结力；

耐冲性方面，实施例1至实施例5中所述涂料因优秀的弹力和延伸率而具有优秀的冲击性，并且实施例1至实施例5中因改性氨基硅树脂和改性氟树脂的添加使得海洋生物几乎不会被附着，同时已附着的海洋生物也易被去除。

线束摩擦抵抗性方面，船体表面粗糙度数值越低，模型船所受到的阻力越少，而表面粗糙度方面，当改性氨基硅树脂溶液为15％含量和改性氟树脂溶液为5％含量时，可以获得滑移性优秀的结果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种高光滑度低摩擦型防污涂料，其特征在于，包括预聚物溶液和树脂溶液，所述预聚物溶液和树脂溶液以1:1的比例混合后进行使用；所述预聚物溶液由100wt％的亚甲基二异氰酸酯，所述亚甲基二异氰酸酯含有8％～12％的NCO；所述树脂溶液包括42wt％～48wt％的聚氧丙烯二胺、8wt％～10wt％的分子量为5000的聚醚三胺、15wt％～20wt％聚二苯基胺、8wt％～20wt％的改性氨基硅树脂、0.5wt％～10wt％的改性氟树脂、4wt％～7wt％的改性树脂填充剂、1wt％～2wt％的粘结剂以及1wt％～2wt％的颜料。

2.如权利要求1所述的高光滑度低摩擦型防污涂料，其特征在于，所述改性树脂填充剂为纳米硅酸盐。

3.如权利要求1所述的高光滑度低摩擦型防污涂料，其特征在于，所述粘结剂为β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。