一种耐海水耐油有弹性环氧压载舱涂料及制备方法
阅读说明：本技术 一种耐海水耐油有弹性环氧压载舱涂料及制备方法 (Seawater-resistant oil-resistant elastic epoxy ballast tank coating and preparation method thereof ) 是由 陆腾飞 张刚 阳区 李著初 徐常利 于 2021-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种耐海水耐油有弹性环氧压载舱涂料,它是在以双酚A树脂结构为主的环氧涂料中引入二聚酸环氧树脂,并利用固化剂的协同固化作用来获得综合性能优异的环氧压载舱涂料。该涂料包括A组分和B组分；其中A组分按由质量百分比的如下组分组成：二聚酸改性环氧树脂10.5～15％；环氧树脂15～24％；自制铝银浆5～15％；长石粉30～50％；滑石粉5～10％；消泡剂0.1～1.0％；防流挂剂0.5～1.5％；防沉剂0.3～1.5％；二甲苯溶剂5～12％；苯甲醇0.5～1.5％。B组分由以下质量分数的原料组成：固化剂90～95％；二甲苯溶剂5～10％。A组分和B组分在使用时按照质量比A:B＝(8-10)：1的比例配比。(The invention provides a seawater-resistant oil-resistant elastic epoxy ballast tank coating, which is obtained by introducing dimer acid epoxy resin into an epoxy coating mainly with a bisphenol A resin structure and utilizing the synergistic curing effect of a curing agent to obtain the epoxy ballast tank coating with excellent comprehensive performance. The coating comprises a component A and a component B; wherein the component A comprises the following components in percentage by mass: 10.5-15% of dimer acid modified epoxy resin; 15-24% of epoxy resin; 5-15% of self-made aluminum paste; 30-50% of feldspar powder; 5-10% of talcum powder; 0.1-1.0% of defoaming agent; 0.5-1.5% of anti-sagging agent; 0.3-1.5% of anti-settling agent; 5-12% of a xylene solvent; 0.5-1.5% of benzyl alcohol. The component B comprises the following raw materials in parts by mass: 90-95% of a curing agent; 5-10% of a xylene solvent. When the component A and the component B are used, the mass ratio of A to B is (8-10):1 in proportion.)
技术领域
本发明涉及化工涂料领域，尤其涉及一种耐海水耐油有弹性环氧压载舱涂料及制备方法。
背景技术
海洋船舶压载舱长期处于干湿交替变化的条件下，海水腐蚀性极强，且长期处于负载压状态，实际工作环境十分恶劣，同时在船舶运营过程中，清洁和维护工作难以进行，因此压载舱的腐蚀防护对于保证船舶安全十分重要。目前防腐涂料涂装是压载舱防腐的最主要的手段。
环氧树脂因具有优良的性能被广泛应用于各种领域，尤其应用于涂料领域。但市售的环氧树脂以双酚A树脂结构为主，双酚A环氧树脂具有良好的综合力学性能，高强度的粘合力，较小的收缩率，良好的热稳定性和优异的电绝缘性等特性，作为涂料的树脂基体等在船舶、机械、电子、电气和航天等领域得到了广泛的应用。然而由于固化后的环氧树脂交联密度高而导致的内应力大，因而存在韧性、耐疲劳性、耐热性、抗冲击性差等缺点，难以满足很多实际工程技术的性能要求，使其应用受到一定的限制。
尤其在压载舱应用场景中，压载舱使用的环氧树脂类涂料涂装亟待解决耐海水耐盐雾耐油需有弹性的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐海水耐油有弹性环氧压载舱涂料，它是在以双酚A树脂结构为主环氧涂料中引入二聚酸环氧树脂，并利用固化剂的协同固化作用来获得综合性能优异的环氧压载舱涂料。该涂料包括A组分和B组分；
其中A组分按由质量百分比的如下组分组成：
B组分由以下质量分数的原料组成：
固化剂 90～95％
二甲苯溶剂 5～10％
A组分和B组分在使用时按照质量比A:B＝(8-10)：1的比例配比；
B组分的固化剂是聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种。
进一步地，所述二聚酸改性树脂，其粘度为900～1500mPa.s(25℃)，环氧当量在280～600之间。
进一步地，所述环氧树脂选自环氧当量100～500之间的树脂。
进一步地，所述自制铝银浆组成如下：
铝浆 40～75％
正丁醇 15～30％
苯甲醇 10～20％。
进一步地，所述消泡剂是高级醇类、脂肪酸及其盐类、磷酸酯类、烃油类、聚醚类、有机硅聚合物、酰胺类中的一种。
进一步地，所述防流挂剂是酰胺蜡、酰胺蜡改性蓖麻油衍生物中的一种。
进一步地，所述防沉剂是有机膨润土、聚烯烃蜡、二氧化硅气凝胶、硬脂酸铝、氢化蓖麻油中的一种。
进一步地，所述固化剂是聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种。
本发明还提供一种耐海水耐油有弹性环氧压载舱涂料的制备方法：包括A组分的制备、B组分的制备以及两者混合后喷涂，其中
A组分制备包括如下步骤：
S1、铝银浆的制备：将符合配方要求的铝浆、正丁醇、苯甲醇依次按百分比加入反应釜中，浸泡时间30-60min后，转速控制在200-600r/min，分散时间为15-40min，且分散液呈均匀无沉底结块和颗粒等现象，即得到自制铝银浆，铝银浆需现配现用；
S2、将符合配方要求的二聚酸改性环氧树脂、环氧树脂、二甲苯按照配方比例加入反应釜中低速搅拌，转速控制在300-500r/min，在该状态下加入防流挂剂，添加完成后提高转速至1200-1500r/min高速分散15-20min；
S3、一次性加入长石粉、滑石粉、消泡剂、防沉剂、苯甲醇继续搅拌升温至50-70℃保温20-40min,再加入自制银铝浆继续分散5-10min,检验细度≤70,停止搅拌出料，即得A组分。
B组分的制备包括如下步骤：
Q1、聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种和二甲苯溶剂按照质量比例加入反应釜中高速分散；
Q2、分散后静置稳定；
Q3、过滤，包装为成品。
A组分和B组分混合后喷涂包括如下步骤：
W1、制备出的A、B组份按照质量比A:B＝(8-10):1的比例混合均匀；
W2、使用7-15％二甲苯溶剂进行稀释；
W3、再进行有气喷涂，喷涂到需要喷涂的物体表面上。
优选地，所述A组分和B组分混合比例为9：1；优选地，A组分和B组分混合稀释阶段加入二甲苯溶剂的质量为A组分质量的8％。
本发明提供的一种耐海水耐油有弹性环氧压载舱涂料具有如下优势：
(1)本发明技术方案的A组分中，所用的二聚酸改性环氧树脂与传统的E-44环氧树脂黏度相近，但是环氧值更低，由于分子结构中引入二聚酸结构，因此该树脂与聚酰胺固化剂具有良好的相容性，同时分子结构中保留了原环氧树脂的苯环结构，因此与酚醛胺也具有良好的相容性，因此在漆膜制备过程中状态更加稳定；
(2)二聚酸改性环氧树脂固化的漆膜的玻璃化温度更低，二聚酸环氧树脂可将环氧树脂链段中引入柔性链段，减少树脂分子结构中甲基和苯环的密度，降低二者空间位阻的影响，增加树脂的链段运动能力，改善其固化物的脆性，漆膜具有更优异的柔韧性，使得漆膜具备一定的弹性；
(3)相比于传统的环氧涂料体系，加入一定量的二聚酸改性环氧树脂有较低的黏度和优异的物理机械性能；特别是当采用酚醛胺作为固化剂时，其物理机械性能明显优于传统的环氧体系；
(4)通过防腐性能和耐化学品性分析发现，加入一定量的二聚酸改性环氧树脂环氧涂料具有良好的防腐性能和耐化学品性；
(5)测试发现，以二聚酸改性环氧树脂研制得到的环氧涂料与车间底漆具有良好的兼容性，该配套体系能够满足海事组织(IMO)颁布的配套要求。
附图说明
图1为A组分制备流程；
图2为B组分制备流程；
图3耐盐雾实验效果对比图，其中1-为普通涂料喷涂样板经盐雾实验后效果，表面漆膜发生脱落；2-为本发明涂料喷涂样板经耐盐雾实验后效果，漆膜无脱落情况；
图4为耐人工海水实验效果图，其中3-为本发明涂料喷涂样板在人工海水中浸泡后效果，无产生气泡、生锈、脱落等情况。
具体实施方式
本发明的一种二聚酸改性环氧压载舱涂料,它是在以双酚A树脂结构为主环氧涂料中引入二聚酸环氧树脂，并利用固化剂的协同固化作用来获得综合性能优异的环氧压载舱涂料。该涂料包括A组分和B组分；
其中A组分按由质量百分比的如下组分组成：
B组分由以下质量分数的原料组成：
固化剂 90～95％
二甲苯溶剂 5～10％；
A组分和B组分在使用时按照质量比A:B＝(8-10)：1的比例配比；
B组分的固化剂是聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种。
所述二聚酸改性树脂，其粘度为900～1500mPa.s(25℃)，环氧当量在280～600之间；
所述环氧树脂选自环氧当量100～500之间的树脂；
所述自制铝银浆组成如下：
铝浆 40～75％
正丁醇 15～30％
苯甲醇 10～20％。
所述消泡剂是高级醇类、脂肪酸及其盐类、磷酸酯类、烃油类、聚醚类、有机硅聚合物、酰胺类中的一种。
所述防流挂剂是酰胺蜡、酰胺蜡改性蓖麻油衍生物中的一种。
所述防沉剂是有机膨润土、聚烯烃蜡、二氧化硅气凝胶、硬脂酸铝、氢化蓖麻油中的一种。
所述固化剂是聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种。
本发明的二聚酸改性环氧压载舱涂料按表1的主要技术指标进行测试。
表1国标环氧压载舱涂料的主要技术指标
本发明是一种A、B型双组分交联反应的耐海水耐油有弹性环氧压载舱涂料，涂料的喷涂方式主要是油漆喷涂和高压无气喷涂，有气喷涂每道干膜厚度25-30μm，建议喷涂4道；高压无气喷涂每道干膜厚度为50-80μm，建议喷涂2道，本专利的实施案例主要通过有气喷涂制备各项检测样板，以下结合5个实施例对本发明进一步具体描述说明，但不局限于此，实施例1-5配方见表2。
表2实施例1-5的配方表
实施例1
A组分制备包括如下步骤：
S1、铝银浆的制备：将符合配方要求的铝浆、正丁醇、苯甲醇依次按百分比加入反应釜中，浸泡时间30min后，转速控制在200r/min，分散时间为40min，且分散液呈均匀无沉底结块和颗粒等现象，即得到自制铝银浆，铝银浆需现配现用；
S2、将符合配方要求的二聚酸改性环氧树脂、环氧树脂、二甲苯按照配方比例加入反应釜中低速搅拌，转速控制在300r/min，在该状态下加入防流挂剂，添加完成后提高转速至1200r/min高速分散20min；
S3、一次性加入长石粉、滑石粉、消泡剂、防沉剂、苯甲醇继续搅拌升温至50℃保温40min,再加入自制银铝浆继续分散5min,检验细度≤70,停止搅拌出料，即得A组分。
B组分的制备包括如下步骤：
Q1、聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种和二甲苯溶剂按照质量比例加入反应釜中高速分散；
Q2、分散后静置稳定；
Q3、过滤，包装为成品。
根据实施例1配方制备出的A、B组份按照质量比A:B＝9:1的比例混合均匀后使用8％二甲苯溶剂稀释后进行有气喷涂制备涂层样板进行性能测试，其测试结果如表3所示
表3实施例1样板性能测试结果
实施例2
A组分制备包括如下步骤：
S1、铝银浆的制备：将符合配方要求的铝浆、正丁醇、苯甲醇依次按百分比加入反应釜中，浸泡时间40min后，转速控制在300r/min，分散时间为20min，且分散液呈均匀无沉底结块和颗粒等现象，即得到自制铝银浆，铝银浆需现配现用；
S2、将符合配方要求的二聚酸改性环氧树脂、环氧树脂、二甲苯按照配方比例加入反应釜中低速搅拌，转速控制在400r/min，在该状态下加入防流挂剂，添加完成后提高转速至1300r/min高速分散17min；
S3、一次性加入长石粉、滑石粉、消泡剂、防沉剂、苯甲醇继续搅拌升温至60℃保温30min,再加入自制银铝浆继续分散7min,检验细度≤70,停止搅拌出料，即得A组分。
B组分的制备包括如下步骤：
Q1、聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种和二甲苯溶剂按照质量比例加入反应釜中高速分散；
Q2、分散后静置稳定；
Q3、过滤，包装为成品。
根据实施例2配方制备出的A、B组份按照质量比A:B＝9:1的比例混合均匀后使用10％二甲苯溶剂稀释后进行有气喷涂制备涂层样板进行性能测试，其测试结果如表4所示
表4实施例2样板性能测试结果
实施例3
A组分制备包括如下步骤：
S1、铝银浆的制备：将符合配方要求的铝浆、正丁醇、苯甲醇依次按百分比加入反应釜中，浸泡时间50min后，转速控制在400r/min，分散时间为25min，且分散液呈均匀无沉底结块和颗粒等现象，即得到自制铝银浆，铝银浆需现配现用；
S2、将符合配方要求的二聚酸改性环氧树脂、环氧树脂、二甲苯按照配方比例加入反应釜中低速搅拌，转速控制在500r/min，在该状态下加入防流挂剂，添加完成后提高转速至1400r/min高速分散15min；
S3、一次性加入长石粉、滑石粉、消泡剂、防沉剂、苯甲醇继续搅拌升温至70℃保温20min,再加入自制银铝浆继续分散8min,检验细度≤70,停止搅拌出料，即得A组分。
B组分的制备包括如下步骤：
Q1、聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种和二甲苯溶剂按照质量比例加入反应釜中高速分散；
Q2、分散后静置稳定；
Q3、过滤，包装为成品。
根据实施例3配方制备出的A、B组份按照质量比A:B＝9:1的比例混合均匀后使用10％二甲苯溶剂稀释后进行有气喷涂制备涂层样板进行性能测试，其测试结果如表5所示
表5实施例3样板性能测试结果
实施例4
A组分制备包括如下步骤：
S1、铝银浆的制备：将符合配方要求的铝浆、正丁醇、苯甲醇依次按百分比加入反应釜中，浸泡时间60min后，转速控制在200r/min，分散时间为30min，且分散液呈均匀无沉底结块和颗粒等现象，即得到自制铝银浆，铝银浆需现配现用；
S2、将符合配方要求的二聚酸改性环氧树脂、环氧树脂、二甲苯按照配方比例加入反应釜中低速搅拌，转速控制在350r/min，在该状态下加入防流挂剂，添加完成后提高转速至1450r/min高速分散19min；
S3、一次性加入长石粉、滑石粉、消泡剂、防沉剂、苯甲醇继续搅拌升温至65℃保温25min,再加入自制银铝浆继续分散10min,检验细度≤70,停止搅拌出料，即得A组分。
B组分的制备包括如下步骤：
Q1、聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种和二甲苯溶剂按照质量比例加入反应釜中高速分散；
Q2、分散后静置稳定；
Q3、过滤，包装为成品。
根据实施例4配方制备出的A、B组份按照质量比A:B＝9:1的比例混合均匀后使用10％二甲苯溶剂稀释后进行有气喷涂制备涂层样板进行性能测试，其测试结果如表6所示。
表6实施例4样板性能测试结果
实施例5
A组分制备包括如下步骤：
S1、铝银浆的制备：将符合配方要求的铝浆、正丁醇、苯甲醇依次按百分比加入反应釜中，浸泡时间60min后，转速控制在600r/min，分散时间为40min，且分散液呈均匀无沉底结块和颗粒等现象，即得到自制铝银浆，铝银浆需现配现用；
S2、将符合配方要求的二聚酸改性环氧树脂、环氧树脂、二甲苯按照配方比例加入反应釜中低速搅拌，转速控制在350r/min，在该状态下加入防流挂剂，添加完成后提高转速至1250r/min高速分散18min；
S3、一次性加入长石粉、滑石粉、消泡剂、防沉剂、苯甲醇继续搅拌升温至70℃保温35min,再加入自制银铝浆继续分散7min,检验细度≤70,停止搅拌出料，即得A组分。
B组分的制备包括如下步骤：
Q1、聚酰胺类固化剂、聚酰胺加成物、酰胺基胺、改性胺中的一种和二甲苯溶剂按照质量比例加入反应釜中高速分散；
Q2、分散后静置稳定；
Q3、过滤，包装为成品。
根据实施例5配方制备出的A、B组份按照质量比A:B＝9:1的比例混合均匀后使用10％二甲苯溶剂稀释后进行有气喷涂制备涂层样板进行性能测试，其测试结果如表7所示。
表7实施例5样板性能测试结果
总结：由以上5个实例综合分析，实施例1在综合性能测试上表现最为理想，其他实施例也均远超过标准要求，其中二聚酸改性环氧树脂的量的增加对漆膜各个性能提升明显，但是当比例超过一定比例(实施例5)后性能改善不明显，其附着力有所下降。据实际实验分析，当组分A:B>9：1时，漆膜柔韧性好，但是附着力会有所降低，A:B<9：1时，漆膜附着力提升但柔韧性降低，所以本配方组分A:B＝9：1为最佳实施比例。
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