CN1810902A - 醇酸船舱漆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船舶用及钢结构表面用的油漆及其制造方法。其主要成分为：有机硅树脂改性醇酸树脂、酚醛树脂改性醇酸树脂、着色颜料、纳米氧化锌、超细氢氧化铝、超细硫酸钡、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、油漆催干剂、200号溶剂汽油和甲乙酮肟。将上述原料除甲乙酮肟和催干剂外都加入拉缸中分散15分钟，砂磨至细度≤40μm后用细的树脂和催干剂调漆，调到酸值≤11mgKOH/g、粘度达到200～400秒/25℃时，过滤，包装时加入甲乙酮肟。本发明解决了漆膜在高温时释放的烟气与毒性物质对人体的危害及环境的污染问题，提高产品的安全性能和耐温性能，具有良好的社会和经济效益。

Description

醇酸船舱漆及其制造方法
技术领域
本发明涉及油漆一种及其制造方法，尤其涉及一种船舶用及陆上有安全卫生要求的钢结构表面用的油漆及其制造方法。
背景技术
在现在的油漆制造工艺中，常常采用苯系列溶剂做溶剂，不仅在施工时会对人体产生伤害，当受到高温烘烤或者失火时会产生对人体有害的化学物质。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中油漆含有对人体有害物质的缺点，开发出一种安全、低毒、无污染的油漆，并解决漆膜在高温烘烤或者燃烧时释放的烟气与毒性物质对人体的危害及环境的污染问题，提高产品的安全性能和耐温性能。
本发明的配方(按重量百分比)为：
有机硅树脂改性醇酸树脂    15％～25％
酚醛树脂改性醇酸树脂      15％～25％
着色颜料                  15％～25％
纳米氧化锌                    0.5％～2.0％
超细氢氧化铝                  20％～25％
超细硫酸钡                    10％～20％
纳米二氧化硅                  0.5％～1.0％
油漆催干剂                    0.3％～0.5％
200号溶剂汽油                 5％～15％
甲乙酮肟                      0.1％～0.2％。
本发明的优选配方(按重量百分比)为：
有机硅树脂改性醇酸树脂        18％
酚醛树脂改性醇酸树脂          20％～22％
着色颜料                      20％～21％
纳米氧化锌                    2.0％
超细氢氧化铝                  20％
超细硫酸钡                    10％
纳米二氧化硅                  0.5％
油漆催干剂                    0.3％～0.4％
200号溶剂汽油                 6％～9％
甲乙酮肟                      0.1％。
本发明的油漆生产工艺包括以下几个步骤：
a.按上述配方将有机硅树脂改性醇酸树脂、酚醛树脂改性醇酸树脂、着色颜料、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、超细硫酸钡、超细氢氧化铝、200号溶剂汽油加入高速拉缸中混和15分钟；
b.混合均匀后转入砂磨工序进行砂磨，细度≤40μm后加入经过砂磨的有机硅树脂改性醇酸树脂和酚醛树脂改性醇酸树脂、油漆催干剂进行调漆，调到酸值≤11mgKOH/g、粘度达到200～400秒/25℃时，过滤；
c.按配方用量将甲乙酮肟用200号溶剂汽油按3∶17的重量比配成溶液，在包装时加入在桶内漆液面上。
本发明的油漆的主要技术指标如下：
表干：≤2h实干：≤24h粘度(涂-4)：50-110s
细度：≤40μm耐冲击性≥40kg.cm
柔韧性：≤1mm附着力≤2级
耐磨性：(500g500转)失重：≤0.100g
耐盐雾：(200h)：≤2级
采用本发明的配方的油漆有下列优点：
1.油漆中主要成膜物质选用有机硅树脂改性醇酸树脂和酚醛树脂改性醇酸树脂，以进一步提高醇酸树脂涂膜的耐温性、耐潮湿抗水性、抗盐雾、抗化学气体及保光保色性能等。
2.主要着色颜料选用金红石型钛白粉，属最佳白色颜料，对大气中各种化学物质稳定，对光的吸收少，其溶点高达1850℃。
3.阻燃助剂选用超细氢氧化铝，分子式为Al(OH)3或Al2O3.3H2O，不溶于水及酒精，遇高温烘烤或被燃烧时，即分解成金属铝离子氧化物和水份排出，吸热量大，能降低温度，并具有减少毒气和烟雾的作用，同时，价格低廉。
4.选用的体质颜料超细硫酸钡，化学稳定性好，耐酸、耐碱、耐光、耐热、熔点达1580℃，吸油量低，分散性好，可增加着色颜料遮盖力，又不影响漆膜光泽，且价格低。
5.此发明中还选用了两种纳米材料(颗粒直径小于100纳米)作助剂，涂料行业最新科研成果是将纳米材料与传统涂料产业结合，以提高涂料的性能/价格比和市场竞争力，将纳米材料用于涂料中可获得一些特殊功能，一方面可提高涂料的力学性能，如漆膜的附着力、耐冲击性、柔韧性等。另一方面可提高漆膜的耐老化、耐腐蚀、抗辐射、自清洁力、抗静电和阻燃等性能。
6.在油漆中加入2％的纳米氧化锌(ZnO)，防霉防菌性最好，即使在无光照条件下，对微生物(细菌、霉菌、病毒、广义上还包括藻类和原生动物)也具有很强的杀菌能力。氧化锌具有良好的耐光、耐候性，不粉化，热稳定性好，其溶点高达1975±25℃，无毒无味，遇高温不分解。
7.纳米气相二氧化硅(SiO2)是无定型的白色粉末，其表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基，其分子状态呈三维网状结构，将它添加在油漆中(仅占0.5％)就能对漆膜形成屏蔽作用，达到抗紫外老化和热老化的目的，增加隔热性，同时提高漆液中颜料的悬浮性(即防沉淀)，尤其是具备了珍贵的触变性可有效防备涂装施工时油漆可能出现的流挂现象。
油漆中同时加入纳米ZnO和SiO2两种组分，对提高漆膜的耐沾污性和耐洗性效果特好，同时可提高体系的CPVC(漆中的临界颜料体积浓度)降低基料的用量，减少毒气和烟雾，降低成本，提高经济效益。其它性能还可以互补，进一步提高漆膜的综合性能。
8.选用醇酸树脂作基料是因其涂装施工性能特佳，所用的溶剂是属于低毒200号溶剂汽油或称200#油漆溶剂油，俗称松香水。
9.本发明浅灰醇酸低播焰船舱漆检测数据如下：
表干：40min    实干：12h          粘度：75s
细度：35μm    耐冲击：50kg·cm   柔韧性：1mm
附着力：1级    耐磨性(500g500转)  失重：0.015g
低播焰性、烟气与毒性等指标达到《国际海上安全公约》的要求。
本发明广泛应用于船舶内舱、客舱、餐厅，走廊及陆地有安全要求的钢构表面的装饰与防护，可满足国内造船业、交通运输业等行业对低播焰涂装材料的需求，发展前景广阔，具有良好的社会和经济效益。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1：有机硅树脂的制备
将412份水、30份丁醇和41份二甲苯加入反应釜，开动搅拌。把62.5份苯基三氯硅烷和165.0份甲基二氯硅烷两种有机硅单体与165份二甲苯于容器中混合均匀置于反应釜上方缓慢滴加到反应釜中，控制速度约在6小时加完。反应釜夹套通冷水冷却，以控制釜内液料温度不超过22℃，滴加完毕后，停止搅拌静置1小时，使釜内液体分层，放出水层，再加入净水搅拌进行水洗。静置沉淀分层，放水，如此洗至中性，酸值小于1mgKOH/g。最后将有机硅树脂液投入蒸馏釜中进行真空蒸馏脱除水份及部分溶剂，控制温度不超过70℃，浓缩到不挥发分达55±2％，过滤。
实施例2：醇酸树脂的制备
将53份豆油和8份亚麻油或桐油加入反应釜内，搅拌升温，通入CO2，升温到120℃，加入0.02～0.04份氢氧化锂，继续升温到240℃时加入15.5份季戊四醇，在230～240℃保温进行醇解反应，一小时后取样测定容忍度。容忍度的测定方法为：以1体积样品与5体积的95％乙醇于100ml烧杯内混合均匀，于25℃左右溶液呈现清晰透明状则表明醇解完成。待醇解完成后降温到160℃，加入26.9份苯二甲酸酐和6份二甲苯，升温到200±2℃保温1小时，再升温到220℃进行回流脱水，到230℃保温，取样测定按下面的方法测量酸值和粘度，以后每半小时内取样测试1次。当样品酸值至20mgKOH/g以下，粘度也达到格氏管11秒/25℃时表明反应完全，到终点了。停止加热降温到140℃以下用200号溶剂汽油兑稀为55±2％固体含量的树脂液，过滤。
粘度测定方法：
称取10.5克样品加入9.5克200号溶剂汽油混合均匀后在25℃下用标准格氏管测气泡上升时间，单位用秒表示。
酸值的测定：
称取1g(精确到0.001g)试样，加入50ml苯乙醇，溶解后滴3-5滴10g/L酚酞-乙醇指示剂，用0.1mol/L KOH·乙醇标准溶液滴定至试液呈粉红色，10s内不消失即为终点。
酸值＝V·C·56.1/m
式中：
C-氢氧化钾-乙醇标准溶液摩尔浓度，mol/L
V-滴定所需KOH·乙醇标准溶液的体积，ml
m-试样质量，g
56.1-每摩尔氢氧化钾的克数。
实施例3：有机硅树脂改性醇酸树脂的制备
将25份经第1.1步制造而得的有机硅树脂和75份第1.2步制造而得的醇酸树脂加入反应釜中，升温至173～175℃，共沸分水，排水尽后升温至190～200℃保温反应。取样品与二甲苯按重量比例6∶4溶解均匀用格氏管于25℃测定粘度，待粘度达2.5～3秒时，停止加热，冷却140℃以下用溶剂汽油溶解兑稀为固体含量55±2％的树脂溶液，过滤。
实施例4：酚醛树脂改性醇酸树脂的制备
在上述第1.2步醇酸树脂的制备过程中，当树脂的酯化反应完毕，降温到200℃时，加入反应釜中投料总重量5％的已经敲碎的2112改性酚醛树脂。必须注意缓慢分散加进，当心结成大团、起泡溢锅。加完升温至210℃，立即停止加热，并开始冷却降温至200℃以下，抽入事先已加入200号溶剂汽油的稀释锅中，搅拌溶解成固体含量为55±2％的醇酸树脂溶液。冷却至90℃进行过滤。
醇解反应终点的控制：即按无水甲醇(或无水乙醇)∶醇解物＝3∶1(体积比)在25℃下混和溶解，无水甲醇(或无水乙醇)与醇解物溶解应清晰、透明，表明醇解已经完成。
醇酸树脂酯化反应终点的控制：通常是依靠控制酸价和粘度使其达到规定的技术要求而控制的。酸值的大小能表示一定的反应程度，粘度的高低可以表示树脂分子链节的长短，所以在反应时要控制到酸价和粘度之间达到平衡。实际操作时，酸价先达到技术指标后，再把粘度在一定时间内维持到合格粘度。本发明应该控制在：粘度200-400秒/25℃，涂-4计，酸价≤11mgKOH/g。
实施例5
在常温和常压下，分别按以下表1指定的各组分含量将有机硅树脂改性醇酸树脂、酚醛树脂改性醇酸树脂、着色颜料、纳米气相二氧化硅、纳米氧化锌、超细硫酸钡及阻燃剂、助剂、200号溶剂汽油等按配方中的用量加入高速拉缸中分散约15分钟，然后转入砂磨工序进行砂磨，细度≤40μm后加入经过砂磨的比较细的有机硅树脂改性醇酸树脂和酚醛树脂改性醇酸树脂、油漆催干剂进行调漆，油漆催干剂采用上海芹靖公司生产的W-2000型油漆催干剂，主要由钒、稀土、镧、锆、铈、锰组成，其技术指标为：外观深棕色粘稠均匀液体；金属含量≥16％；全溶；无析出物；闪点(开杯)≥30℃；细度≤18μm；催干性能(表干)≤3h；催干性能(实干)≤13h；PH值≤7。调到酸价≤11mgKOH/g时，粘度达到200～400秒/25℃时，过滤包装。包装时在桶内漆液面上加入按配方量的甲乙酮肟用200#溶剂汽油按3：17的重量比配成的溶液。
实施例6
按以下表1中指定的各组分含量重复实施例5的方法。
实施例7
按以下表1中指定的各组分含量重复实施例5的方法。
实施例8
按以下表1中指定的各组分含量重复实施例5的方法。
                              表1
  各组分的重量百分比   实施例5(浅灰色漆)   实施例6(淡天兰色漆)   实施例7(淡奶油漆)   实施例8(珍珠灰色漆)
  有机硅改性醇酸树脂   16   17   18   19
  酚醛改性醇酸树脂   22   20   19   18
  金红石型钛白粉   20   19   19   20
  高色素炭黑   0.05   -   -   -
  BGS型酞菁兰   -   0.04   -   -
  氧化铁黄   -   -   1   0.4
  氧化铁红   -   -   -   0.6
  纳米氧化锌   2   2   2   2
  超细氢氧化铝   19   20   19   20
  超细沉淀硫酸钡   10   9   10   9
  纳米气相二氧化硅   0.5   0.5   0.5   0.5
  W-2000型油漆催干剂   0.4   0.3   0.3   0.3
甲乙酮肟 0.1 0.1 0.1 0.1
  200号溶剂汽油   余量   余量   余量   余量

Claims (3)

1.一种船舶用及钢结构表面用的油漆，其特征在于按重量百分比该油漆由以下组分组成：
有机硅树脂改性醇酸树脂    15％～25％
酚醛树脂改性醇酸树脂      15％～25％
着色颜料                  15％～25％
纳米氧化锌                0.5％～2.0％
超细氢氧化铝              20％～25％
超细硫酸钡                10％～20％
纳米二氧化硅              0.5％～1.0％
油漆催干剂                0.3％～0.5％
200号溶剂汽油             5％～15％
甲乙酮肟                  0.1％～0.2％。
2.按照权利要求1所述的油漆，其特征在于按重量百分比该油漆由以下组分组成：
有机硅树脂改性醇酸树脂    18％
酚醛树脂改性醇酸树脂      20％～22％
着色颜料                  20％～21％
纳米氧化锌                2.0％
超细氢氧化铝              20％
超细硫酸钡                    10％
纳米二氧化硅                  0.5％
油漆催干剂                    0.3％～0.4％
200号溶剂汽油                 6％～9％
甲乙酮肟                      0.1％。
3.制备权利要求1所述的油漆的方法，其特征在于由以下步骤组成：
a.将权利要求1的有机硅树脂改性醇酸树脂、酚醛树脂改性醇酸树脂、着色颜料、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、超细硫酸钡、超细氢氧化铝、200号溶剂汽油加入高速拉缸中分散15分钟；
b.分散均匀后转入砂磨工序进行砂磨，细度≤40μm后加入经过砂磨的有机硅树脂改性醇酸树脂和酚醛树脂改性醇酸树脂、油漆催干剂进行调漆，调到酸值≤11mgKOH/g、粘度达到200～400秒/25℃时，过滤；
c.先将权利要求1的甲乙酮肟用200号溶剂汽油按3∶17的重量比配成溶液，在包装时加入在桶内漆液面上。
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