專利名稱：深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于防腐處理技術領域，具體涉及ー種深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆。
背景技術：
受海洋環(huán)境與材質本身的缺陷,大部分材料,特別是金屬類都會發(fā)生腐蝕。材料的腐蝕不僅造成了巨大的經濟損失，而且造成海洋環(huán)境的污染。防腐蝕技術多種多樣，在鋼結構防護時常常把多種技術結合使用。其中，涂層防腐是最簡單、運用最廣泛的技木。防腐涂料受法規(guī)、能源、防腐要求的推動經歷了功能単一、高VOC含量、施工復雜向高性能多功能、智能、環(huán)保、涂料涂裝一體化的發(fā)展。鋼結構防腐是整個重防腐行業(yè)的ー個分支。在最早時期，由于涂料技術及原材料有限，大多數使用植物油或海洋生物加上礦物顏料，結合松香油制成涂料。二次大戰(zhàn)期間，重防腐特種涂料得到了快速發(fā)展。出現了很多的新的涂料品種，醇酸涂料、氯化橡膠涂料、環(huán)氧涂料、聚氨酯涂料等等。近年來，由于世界各國對有機揮發(fā)物含量限制法規(guī)及有害空氣污染物排放法規(guī)、能源的消耗推動防腐涂料朝高固體份、無溶劑、水性方向發(fā)展，對涂料涂裝發(fā)起了新的要求。20世紀90年代噴涂聚氨酯技術應運而生。由于能夠滿足在安全、施工、性能的需要，已發(fā)展成為當今海洋防護エ業(yè)發(fā)展最快、最先進的技木。與其他海洋防護涂料技術相比，噴涂聚氨酯具有優(yōu)秀的耐磨損及耐化學腐蝕性、一次性噴涂厚度、快速的干燥速度及快速施工等優(yōu)點，使得噴涂聚氨酯涂料技術被廣泛地應用于國內外各種重防腐エ業(yè)領域如燃氣貯罐、管道、海洋船舶等鋼結構重防腐。由于噴涂聚氨酯涂料數秒內凝膠固化，幾分鐘即可達到步行強度，對鋼結構的濕潤與附著方面有一定的缺陷，限制了噴涂聚氨酯涂料的運用，底漆技術成為了噴涂聚氨酯涂層對鋼結構耐腐蝕防護的關鍵技木。底漆除了能承受住海水的腐蝕與高壓、對鋼結構表面進行有效封閉外，還要在鋼結構與噴涂聚氨酯之間起到一個橋梁的作用來提高附著力。專利CN200910304890. 4發(fā)明了ー種海洋鋼結構噴涂聚脲用防腐底漆，來改善聚脲對鋼結構表面的附著力，以提高其防腐性能。該發(fā)明的防腐底漆為雙組份聚氨酯型，其中A組分由環(huán)氧樹脂、增粘樹脂、防銹顏填料、觸變劑、溶劑和其他助劑組成，B組分由異氰酸酷、大分子羥基多元醇、小分子羥基多元醇和溶劑組成。該發(fā)明底漆具有以下幾個特點1)對鋼結構表面附著力好，其拉開法附著力為> 9MPa ；2)柔韌性好，與噴涂聚脲的配套性好；
3)低表面處理，施工方便，重涂時間最短為16h，最長可達60天；4)防腐性能優(yōu)異。噴涂聚氨酯涂料在對鋼結構進行防腐防護時，為了提高對鋼結構的附著強度，在實際的施工過程中通常涂裝底漆，提高對鋼結構的附著力。
現有的噴涂聚氨酯技術發(fā)展時間短，研究主要集中在主體材料的研發(fā)及改良上，配套材料的研究報道較少。已報道的配套底漆基本上是環(huán)氧類、聚氨酯類底漆。環(huán)氧類底漆存在與噴涂聚氨酯的粘結強度低等問題，聚氨酯類底漆存在與鋼結構粘結強度低的問題。因此這兩類底漆主要用于性能指標要求不高的場合。噴涂聚氨酯本身可以承受深海環(huán)境海水的壓力，但由于沒有相應的配套材料，限制了在深海環(huán)境中的應用。專利CN200910304890. 4聚氨酯型防腐底漆A組分含有20-40 %的溶劑，B組分含有20-60 %的溶齊U，防腐底漆的溶劑含量約為20-50%。防腐底漆與鋼結構表面附著力好，其拉開法附著力為> 9MPa，但防腐底漆對與聚脲的附著力的情況沒有說明。溶劑含量約為20-50%的防腐底漆，存在以下缺點I)性能方面，溶劑型防腐底漆隨溶劑的揮發(fā)，漆膜表面易產生針眼，造成漆膜弊病，降低漆膜的防腐性能。2)涂裝方面，溶劑型防腐底漆在施工中由于單道涂膜厚度低，需進行多道施工，效率低、施工エ期長。且邊棱及突起部位漆膜易流淌，需特殊處理。溶劑型防腐涂料需在溶劑揮發(fā)后成膜，因此在涂裝時有露點的限制。
3)安全方面，溶劑型防腐涂料在生產、施工中都存在有機揮發(fā)物的排放，増加了火災隱患,增加了安全防護成本、廢物處理成本等費用。

發(fā)明內容
本發(fā)明克服了現有技術的不足，提出了ー種深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底
漆-聚氨酯改性環(huán)氧無溶劑底漆，底漆與噴涂聚氨酯涂料配套使用，拓展噴涂聚氨酯涂
料在深海環(huán)境中對鋼結構的防護。本發(fā)明的技術方案為ー種深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，包括A組分和B組分，所述A組分和B組分按重量3 : I 6 : I混合，攪拌均勻后即成深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆；所述A組分的成分及重量百分比如下A組分包括聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、防銹顏料、無機填料、觸變劑、助劑，其中所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂占A組分總重量的30-50%、防銹顏料占A組分總重量的20-50%、無機填料占A組分總重量的10-20%、觸變劑占A組分總重量的O. 2-2%、助劑占A組分總重量的O. 5-8% ；所述B組分的成分及重量百分比如下B組分包括胺類固化劑、催化劑，其中所述胺類固化劑占B組分總重量的90-99%、催化劑占B組分總重量的1-10%。A組分中，聚氨酯改性環(huán)氧樹脂選用環(huán)氧當量為196_320g/eq的液體環(huán)氧樹脂進行聚氨酯改性，聚氨酯改性后環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量為200-280g/eq。聚氨酯改性環(huán)氧樹脂采用聚醚多元醇與異氰酸酯類進行聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，所述聚醚多元醇為分子量在1000-5000的PPG、PTMG型聚醚多元醇的ー種或幾種；所述異氰酸酯類為甲苯ニ異氰酸酯(TDI)、ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯(MDI)、聚合MDI (PAPI)、液化MDI、異佛爾酮ニ異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基ニ異氰酸酯(HDI)的ー種或幾種。A組分中，所述防銹顏料為金屬粉末、金屬氧化物、磷酸鹽、改性磷酸鹽、鉻酸鹽、改性鉻酸鹽、有機緩蝕劑的ー種或幾種。A組分中，所述無機填料為云母粉、玻璃鱗片、滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、高嶺土、硅灰石粉、鈦白粉、硅微粉、硫酸鈣、炭黑、纖維材料的ー種及幾種。A組分中，所述觸變劑為氫化蓖麻油、有機膨潤土、氣相ニ氧化硅、聚酰胺蠟、聚こ烯蠟、改性脲溶液中的ー種或幾種。A組分中，所述助劑為潤濕分散劑、消泡劑、附著力促進劑、流平劑、活性稀釋劑的ー種或幾種。B組分中，所述胺類固化劑為聚酰胺、脂肪胺、脂環(huán)胺、腰果酚胺、異佛爾酮胺、醚胺、芳香胺的ー種或幾種。B組分中，所述催化劑為胺類、有機金屬類催化劑的ー種或幾種。本發(fā)明具有如下有益效果I)本發(fā)明因無溶劑揮發(fā)，可消除涂層針孔，提高抗?jié)B透性和耐腐蝕性能；無溶劑底漆涂裝時單道涂膜厚度可達200um，一次噴涂即可達到涂膜厚度要求，降低了施工的次 數，縮短了施工期；無溶劑底漆在成膜過程中無溶劑的揮發(fā)，施工無條件限制，且避免溶劑揮發(fā)造成的資源浪費，減少對環(huán)境的破壞，同時降低了生產、存放、運輸及施工的成本；2)本發(fā)明具有比普通無溶劑環(huán)氧涂料更高的抗壓強度，與鋼結構、噴涂聚氨酯的粘結強度高的特點。聚氨酯改性環(huán)氧無溶劑底漆、噴涂聚氨酯涂料配套后，測試整體涂層與鋼結構的拉拔強度> IOMPa0聚氨酯改性環(huán)氧無溶劑底漆解決了深海環(huán)境中普通無溶劑環(huán)氧類底漆耐壓強度低、與噴涂聚氨酯涂料的粘結強度低的問題，同時也解決了聚氨酯類底漆在深海環(huán)境中與鋼結構粘結強度低的問題。
具體實施例方式實施例I本實施案例的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，可在500-1000米深的海域內應用。制備本實施案例的底漆，包括以下步驟制備A組分將環(huán)氧樹脂28%，PPG聚醚10%，甲苯ニ異氰酸酯2%合成的聚氨酯改性環(huán)氧樹月旨，磷酸鋅10 %，云母粉2 %，氧化鐵紅26 %，滑石粉8 %，硫酸鋇8 %，有機緩蝕劑2 %，氣相ニ氧化硅1%，潤濕分散劑I. 5%，消泡劑O. 5%，附著力促進劑1%投入攪拌桶，經專用設備分散均勻后，即成A組分。制備B組分聚酰胺固化劑50%，芳香胺48%，催化劑2%混合，攪拌均勻后出料，即成B組分。固化將A、B組分按照重量比5 I混合，高速攪拌均勻后即成深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆。實施例2本實施案例的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，可在1000-1500米深的海域內應用。制備本實施案例的底漆，包括以下步驟制備A組分將環(huán)氧樹脂28 %，PPG聚醚12 %，ニ苯基甲烷ニ異氰酸酯2. 5 %合成的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，改性磷酸鋅8 %，云母氧化鐵紅32.5%，硫酸鋇10 %，有機緩蝕劑2 %，氣相ニ氧化硅I %，潤濕分散劑2%，消泡劑O. 8%，附著力促進劑I. 2%投入攪拌桶，經專用設備分散均勻后，即成A組分。制備B組分聚酰胺固化劑43%，腰果酚胺45%，醚胺10%，催化劑2%混合，攪拌均勻后出料，即成B組分。固化將A、B組分按照重量比6 I混合，高速攪拌均勻后即成深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆。實施例3本實施案例的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，可在1500-2000米深的海域內應用。制備本實施案例的底漆，包括以下步驟制備A組分將環(huán)氧樹脂30%，PTMG聚醚12%，異佛爾酮ニ異氰酸酯2. 5%合成的聚氨酯改性 環(huán)氧樹脂，金屬粉末40 %，改性磷酸鋅6 %，纖維材料2 %，有機緩蝕劑2 %，氣相ニ氧化硅I %，潤濕分散劑2%，消泡劑I %，附著力促進劑2%，流平劑I %投入攪拌桶，經專用設備分散均勻后，即成A組分。制備B組分腰果酚胺固化劑50%，改性脂肪胺36%、醚胺12%，催化劑2%混合，攪拌均勻后出料，即成B組分。固化將A、B組分按照重量比4 I混合，高速攪拌均勻后即成深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆。實施例4本實施案例的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，可在2000-3000米深的海域內應用。制備本實施案例的底漆，包括以下步驟制備A組分將環(huán)氧樹脂36. 5%, PTMG聚醚15%，異佛爾酮ニ異氰酸酯4%合成的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，鈦白粉25%，改性磷酸鋅10%，有機緩蝕劑2%，氣相ニ氧化硅1.5%，潤濕分散劑2.5%，消泡劑1.5%，附著力促進劑1%，流平劑1%投入攪拌桶，經專用設備分散均勻后，即成A組分。制備B組分腰果酚胺50%，異佛爾酮胺31 %，醚胺15%，催化劑4%混合，攪拌均勻后出料，即成B組分。固化將A、B組分按照重量比3 I混合，高速攪拌均勻，在涂裝時鋪設纖維材料，固化后即成深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆。在噴砂等級Sa2. 5的鋼結構上將實施例I、實施例2、實施例3、實施例4制備的改性環(huán)氧無溶劑底漆、空白底漆與噴涂聚氨酯配套，整體涂層進行了抗壓強度、拉拔強度、耐鹽霧IOOOh的測試，測試結果見表I。
權利要求
1.一種深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是包括A組分和B組分，所述A組分和B組分按重量3 : I 6 : I混合，攪拌均勻后即成深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆；所述A組分的成分及重量百分比如下A組分包括聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、防銹顏料、無機填料、觸變劑、助劑，其中所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂占A組分總重量的30-50%、防銹顏料占A組分總重量的20-50%、無機填料占A組分總重量的10-20%、觸變劑占A組分總重量的O. 2-2%、助劑占A組分總重量的O. 5-8%;所述B組分的成分及重量百分比如下B組分包括胺類固化劑、催化劑，其中所述胺類固化劑占B組分總重量的90-99%、催化劑占B組分總重量的1-10%。
2.根據權利要求I所述的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A組分中，選用環(huán)氧當量為196-320g/eq的液體環(huán)氧樹脂進行聚氨酯改性，聚氨酯改性后環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量為200_280g/eq。
3.根據權利要求2所述的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是所述聚氨酯改性環(huán)氧樹脂為聚醚多元醇與異氰酸酯類聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，所述聚醚多元醇為分子量在1000-5000的PPG、PTMG型聚醚多元醇的一種或幾種；所述異氰酸酯類為甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚合MDI (PAPI)、液化MDI、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)的一種或幾種。
4.根據權利要求I所述的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A組分中，所述防銹顏料為金屬粉末、金屬氧化物、磷酸鹽、改性磷酸鹽、鉻酸鹽、改性鉻酸鹽、有機緩蝕劑的一種或幾種。
5.根據權利要求I所述的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A組分中，所述無機填料為云母粉、玻璃鱗片、滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、高嶺土、硅灰石粉、鈦白粉、硅微粉、硫酸鈣、炭黑、纖維材料的一種或幾種。
6.根據權利要求I所述的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A組分中，所述觸變劑為氫化蓖麻油、有機膨潤土、氣相二氧化硅、聚酰胺蠟、聚乙烯蠟、改性脲溶液中的一種或幾種。
7.根據權利要求I所述的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A組分中，所述助劑為潤濕分散劑、消泡劑、附著力促進劑、流平劑、活性稀釋劑的一種或幾種。
8.根據權利要求I所述的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在B組分中，所述胺類固化劑為聚酰胺、脂肪胺、脂環(huán)胺、腰果酚胺、異佛爾酮胺、醚胺、芳香胺的一種或幾種。
9.根據權利要求I所述的深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在B組分中，所述催化劑為胺類、有機金屬類催化劑的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種深海環(huán)境鋼結構噴涂聚氨酯防腐底漆，所述底漆為聚氨酯改性環(huán)氧無溶劑底漆，該環(huán)氧無溶劑底漆通過聚氨酯改性后，具有比普通無溶劑環(huán)氧涂料更高的抗壓強度，與鋼結構、噴涂聚氨酯的粘結強度高的特點。聚氨酯改性環(huán)氧無溶劑底漆、噴涂聚氨酯涂料配套后，測試整體涂層與鋼結構的拉拔強度≥10MPa。聚氨酯改性環(huán)氧無溶劑底漆解決了深海環(huán)境中普通無溶劑環(huán)氧類底漆耐壓強度低、與聚脲的粘結強度低的問題，同時也解決了聚氨酯類底漆在深海環(huán)境中與鋼結構粘結強度低的問題。
文檔編號C08G18/58GK102676029SQ20121018686
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權日2012年6月7日
發(fā)明者劉連河, 吳燕芳, 張安智, 胡松霞 申請人:青島海洋新材料科技有限公司