一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂45-50份，改性双环戊二烯石油树脂33-36份，丁苯橡胶12-16份，改性碳纳米管25-28份，纳米膨润土4-7份，氧化铁8-11份，聚酰胺蜡3-6份，氧化铝10-15份，钛酸酯偶联剂KR-38S1.5-1.9份，纳米级防锈颜料2-5份，消泡剂1.2-1.8份，流平剂1.4-1.7份，流变助剂0.6-1份，二甲苯13-16份，溶剂45-48份。本发明具有高强度、高附着力，且防锈蚀性能好，能够满足船舶制造工业需求。
【专利说明】一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及船舱涂料【技术领域】，尤其涉及一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料。
【背景技术】
[0002] 海洋环境是十分严酷的腐蚀环境，海洋上方空气湿度高且其中含有大量盐分，船 舶的船舱长期处于这样的环境中，腐蚀极其严重，对安全生产带来的严重的危害，同时，船 体随着海洋昼夜温差变化容易产生形变，更加剧了涂料从船舱表面剥落，目前，市场上有很 多防锈蚀船舱涂料，然而，这些涂料强度不高、附着力不强，不能满足船舶制造工业中对船 舱涂料的要求。
【发明内容】
[0003] 基本【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂 料，具有高强度、高附着力，且防锈蚀性能好，能够满足船舶制造工业需求。
[0004] 本发明提出的一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其原料按重量份包括：环氧 树脂45-50份，改性双环戊二烯石油树脂33-36份，丁苯橡胶12-16份，改性碳纳米管25-28 份，纳米膨润土 4-7份，氧化铁8-11份，聚酰胺蜡3-6份，氧化铝10-15份，钛酸酯偶联剂 KR-38S 1. 5-1. 9份，纳米级防锈颜料2-5份，消泡剂1. 2-1. 8份，流平剂1. 4-1. 7份，流变助 齐[J 0. 6-1份，二甲苯13-16份，溶剂45-48份； 其中改性双环戊二烯石油树脂的制备方法为：按重量份将80-85份双环戊二烯石油树 脂和10-15份丁基橡胶混合均匀，再加入55-58份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由丙二醇甲 醚醋酸酯和正丁醇以物质的量比为2-3 :1-2组成，继续加入1. 2-1. 5份乙酸乙酯、0. 5-0. 8 份硫磺和0. 1-0. 3份助交联剂TAIC后以350-370rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以 12-15°C /min的平均升温速度将温度升至92-95°C，再以2. 6-2. 9°C /min的平均升温速度 将温度升至125-128°C，保温3-5h后冷却至室温得到改性双环戊二烯石油树脂； 改性碳纳米管的制备过程中，改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1-4份碳纳米 管和15-20份45-50wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的 时间为4-6h，第一次超声分散的频率为30-35KHZ，第一次超声分散的功率为1000-1200W， 调节pH值为6. 8-7. 2后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、20-25份浓度为96-98wt%硫酸 加入第一反应容器，搅拌20-24h，搅拌速度为50-60rpm，再加入10-13份浓度为23-26wt% 的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0. 5-lh，第二次超声分散的频率为 52-57KHZ，第二次超声分散的功率为1200-1400W，调节pH值为6. 9-7. 0后，抽滤、干燥得到 物料B，将物料B、2-5份正丁胺、30-35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散， 第三次超声分散的时间为5-8h，第三次超声分散的频率为115-130KHZ，第三次超声分散的 功率为1300-1500W，再陈化2-3. 5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
[0005] 优选地，环氧树脂的环氧值为0? 15-0. 2。
[0006] 优选地，环氧树脂、改性双环戊二烯石油树脂、丁苯橡胶的重量比为46-48 : 34-35 :13-15 份。
[0007] 优选地，其原料按重量份包括：环氧树脂46-48份，改性双环戊二烯石油树脂 34-35份，丁苯橡胶13-15份，改性碳纳米管26-27份，氧化铁9-10份，聚酰胺蜡4-5份，氧 化铝11-13份，钛酸酯偶联剂KR-38S 1.6-1. 8份，纳米级防锈颜料3-4份，消泡剂1.5-1. 6 份，流平剂1. 5-1. 6份，流变助剂0. 7-0. 9份，二甲苯14-15份，溶剂46-47份。
[0008] 优选地，改性双环戊二烯石油树脂的制备方法为：按重量份将81-83份双环戊二 烯石油树脂和12-14份丁基橡胶混合均匀，再加入56-57份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由 丙二醇甲醚醋酸酯和正丁醇以物质的量比为2. 2-2.6 :1.2-1. 5组成，继续加入1.3-1. 4份 乙酸乙酯、0. 6-0. 7份硫磺和0. 2-0. 3份助交联剂TAIC后以355-360rpm的搅拌速度搅拌， 在搅拌过程中以13_14°C /min的平均升温速度将温度升至93-94°C，再以2. 7-2. 8°C /min 的平均升温速度将温度升至126-127°C，保温3. 5-4h后冷却至室温得到改性双环戊二烯石 油树脂。
[0009] 优选地，改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将2-3份碳纳米管和16-18份 46-48wt%的氢氧化钾溶液混合均勻进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间为 4. 5-5h，第一次超声分散的频率为32-34KHZ，第一次超声分散的功率为1100-1150W，调节 pH值为6. 9-7. 1后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、22-23份浓度为96-98wt%硫酸加入 第一反应容器，搅拌21-22h，搅拌速度为54-56rpm，再加入11-12份浓度为24-25wt%的盐 酸进行第二次超声分散，第二次超声分散〇. 6-0. 7h，第二次超声分散的频率为54-55KHZ， 第二次超声分散的功率为1280-1300W，调节pH值为6. 9-7. 0后，抽滤、干燥得到物料B，将 物料B、3-4份正丁胺、33-34份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次 超声分散的时间为6-7h，第三次超声分散的频率为118-120KHZ，第三次超声分散的功率为 1360-1400W，再陈化2. 8-3. 2h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
[0010] 本发明以环氧树脂、改性双环戊二烯石油树脂、丁苯橡胶作为主料，使本发明具有 较高的强度和附着力，改性双环戊二烯石油树脂经丁基橡胶改性后，强度和附着力都有了 显著的提升，而环氧值为0. 15-0. 2的环氧树脂本身就具有较好的强度和附着力；添加的改 性碳纳米管、氧化铁、氧化铝大大提高了本发明的强度、耐磨性能、抗冲击性能和附着力，其 中改性碳纳米管是碳纳米管被正丁胺改性制成的，碳纳米管是一种性能优异的纳米材料， 既具有碳纤维的固有性质，又具有纺织纤维的柔软可编性以及高分子材料的易加工性，由 于其表面含有多个非配对原子，经过改性修饰后，应用范围更为广泛，当采用正丁胺对碳纳 米管改性修饰时，正丁胺表面带有的氨基活性官能基团能与碳纳米管形成酰胺键，从而被 牢固地接枝到碳纳米管表面，改变了碳纳米管的在主料中的界面能，降低了碳纳米管的有 序度，使得碳纳米管更易于高度分散、深度嵌入主料之中，同时氨基活性官能基团能够能与 主料发生反应，使两者牢固的结合在一起形成界面，同时碳纳米管极易向船舱表面金属分 子间扩散，从而极大地提高了本发明的附着力，当本发明受到冲击、摩擦等作用力时，主料 上的负载能够通过界面转移到碳纳米管上，从而吸收更多的作用力，增强了本发明的强度、 耐磨等性能；而钛酸酯偶联剂KR-38S作为偶联剂，一方面能够使上述添加的改性碳纳米 管、氧化铁、氧化铝均匀地分布在主料之中，另一方面也能通过与船舱表面金属分子发生反 应，形成共价键，又进一步提高了本发明的附着力；而选用聚酰胺蜡作为触变剂，具有触变 性强、对涂料运动粘性影响小，能与上述添加的改性碳纳米管、氧化铁、氧化铝在主料中形 成三维立体网状结构，使本发明具有良好的触变性，也加大了本发明的强度；以氧化铁、氧 化铝和纳米级防锈颜料构成的防锈蚀体系，大大提高了本发明的防锈蚀能力。
【具体实施方式】
[0011] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0012] 实施例1 本发明提出的一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂 50份，改性双环戊二烯石油树脂33份，丁苯橡胶16份，改性碳纳米管25份，纳米膨润土 7 份，氧化铁8份，聚酰胺蜡6份，氧化铝10份，钛酸酯偶联剂KR-38S 1. 9份，纳米级防锈颜 料2份，消泡剂1. 8份，流平剂1. 4份，流变助剂1份，二甲苯13份，溶剂48份；环氧树脂的 环氧值为〇. 15 ; 其中改性双环戊二烯石油树脂的制备方法为：按重量份将85份双环戊二烯石油树脂 和10份丁基橡胶混合均匀，再加入58份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由丙二醇甲醚醋酸酯 和正丁醇以物质的量比为2 :2组成，继续加入1. 2份乙酸乙酯、0. 8份硫磺和0. 1份助交联 剂TAIC后以370rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以12°C /min的平均升温速度将温度升 至95°C，再以2. 6°C /min的平均升温速度将温度升至128°C，保温3h后冷却至室温得到改 性双环戊二烯石油树脂； 改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将4份碳纳米管和15份50wt%的氢氧化钾溶 液混合均勻进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间为4h，第一次超声分散的频率为 35KHz，第一次超声分散的功率为1000W，调节pH值为7. 2后，抽滤、干燥得到物料A，将物料 A、20份浓度为98wt%硫酸加入第一反应容器，搅拌20h，搅拌速度为60rpm，再加入10份浓 度为26wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0. 5h，第二次超声分散 的频率为57KHz，第二次超声分散的功率为1200W，调节pH值为7. 0后，抽滤、干燥得到物料 B，将物料B、2份正丁胺、35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超 声分散的时间为5h，第三次超声分散的频率为130KHz，第三次超声分散的功率为1300W，再 陈化3. 5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
[0013] 实施例2 本发明提出的一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂 45份，改性双环戊二烯石油树脂36份，丁苯橡胶12份，改性碳纳米管28份，纳米膨润土 4 份，氧化铁11份，聚酰胺蜡3份，氧化铝15份，钛酸酯偶联剂KR-38S 1. 5份，纳米级防锈颜 料5份，消泡剂1. 2份，流平剂1. 7份，流变助剂0. 6份，二甲苯16份，溶剂45份；环氧树脂 的环氧值为〇. 2 ; 其中改性双环戊二烯石油树脂的制备方法为：按重量份将80份双环戊二烯石油树脂 和15份丁基橡胶混合均匀，再加入55份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由丙二醇甲醚醋酸酯 和正丁醇以物质的量比为3 :1组成，继续加入1. 5份乙酸乙酯、0. 5份硫磺和0. 3份助交联 剂TAIC后以350rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以15°C /min的平均升温速度将温度升 至92°C，再以2. 9°C /min的平均升温速度将温度升至125°C，保温5h后冷却至室温得到改 性双环戊二烯石油树脂； 改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1份碳纳米管和20份45wt%的氢氧化钾溶 液混合均勻进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间为6h，第一次超声分散的频率为 30KHz，第一次超声分散的功率为1200W，调节pH值为6. 8后，抽滤、干燥得到物料A，将物料 A、25份浓度为96wt%硫酸加入第一反应容器，搅拌24h，搅拌速度为50rpm，再加入13份浓 度为23wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为lh，第二次超声分散的 频率为52KHz，第二次超声分散的功率为1400W，调节pH值为6. 9后，抽滤、干燥得到物料B， 将物料B、5份正丁胺、30份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声 分散的时间为8h，第三次超声分散的频率为115KHz，第三次超声分散的功率为1500W，再陈 化2h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
[0014] 实施例3 本发明提出的一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂 48份，改性双环戊二烯石油树脂34份，丁苯橡胶15份，改性碳纳米管26份，氧化铁10份， 聚酰胺蜡4份，氧化铝13份，钛酸酯偶联剂KR-38S 1.6份，纳米级防锈颜料4份，消泡剂1.5 份，流平剂1. 6份，流变助剂0. 7份，二甲苯15份，溶剂46份；环氧树脂的环氧值为0. 18 ; 其中改性双环戊二烯石油树脂的制备方法为：按重量份将83份双环戊二烯石油树脂 和12份丁基橡胶混合均匀，再加入57份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由丙二醇甲醚醋酸酯 和正丁醇以物质的量比为2. 2 : 1. 5组成，继续加入1. 3份乙酸乙酯、0. 7份硫磺和0. 2份 助交联剂TAIC后以360rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以13°C /min的平均升温速度将 温度升至94°C，再以2. 7°C /min的平均升温速度将温度升至127°C，保温3. 5h后冷却至室 温得到改性双环戊二烯石油树脂； 改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将3份碳纳米管和16份48wt%的氢氧化钾溶液 混合均勻进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间为4. 5h，第一次超声分散的频率为 34KHz，第一次超声分散的功率为1100W，调节pH值为7. 1后，抽滤、干燥得到物料A，将物料 A、22份浓度为98wt%硫酸加入第一反应容器，搅拌21h，搅拌速度为56rpm，再加入11份浓 度为25wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0. 6h，第二次超声分散 的频率为55KHz，第二次超声分散的功率为1280W，调节pH值为7. 0后，抽滤、干燥得到物料 B，将物料B、3份正丁胺、34份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超 声分散的时间为6h，第三次超声分散的频率为120KHz，第三次超声分散的功率为1360W，再 陈化3. 2h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
[0015] 实施例4 本发明提出的一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂 46份，改性双环戊二烯石油树脂35份，丁苯橡胶13份，改性碳纳米管27份，氧化铁9份，聚 酰胺蜡5份，氧化铝11份，钛酸酯偶联剂KR-38S 1. 8份，纳米级防锈颜料3份，消泡剂1. 6 份，流平剂1. 5份，流变助剂0. 9份，二甲苯14份，溶剂47份；环氧树脂的环氧值为0. 16 ; 其中改性双环戊二烯石油树脂的制备方法为：按重量份将81份双环戊二烯石油树脂 和14份丁基橡胶混合均匀，再加入56份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由丙二醇甲醚醋酸酯 和正丁醇以物质的量比为2. 6 :1. 2组成，继续加入1. 4份乙酸乙酯、0. 6份硫磺和0. 3份助 交联剂TAIC后以355rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以14°C /min的平均升温速度将温 度升至93°C，再以2. 8°C /min的平均升温速度将温度升至126°C，保温4h后冷却至室温得 到改性双环戊二烯石油树脂； 改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将2份碳纳米管和18份46wt%的氢氧化钾溶 液混合均勻进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间为5h，第一次超声分散的频率为 32KHz，第一次超声分散的功率为1150W，调节pH值为6. 9后，抽滤、干燥得到物料A，将物料 A、23份浓度为96wt%硫酸加入第一反应容器，搅拌22h，搅拌速度为54rpm，再加入12份浓 度为24wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0. 7h，第二次超声分散 的频率为54KHz，第二次超声分散的功率为1300W，调节pH值为6. 9后，抽滤、干燥得到物料 B，将物料B、4份正丁胺、33份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超 声分散的时间为7h，第三次超声分散的频率为118KHz，第三次超声分散的功率为1400W，再 陈化2. 8h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
[0016] 对实施例1-4进行性能测试，选用某款市售防锈蚀涂料作为对照组，其结果如下 所示：
【权利要求】
1. 一种高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧树 脂45-50份，改性双环戊二烯石油树脂33-36份，丁苯橡胶12-16份，改性碳纳米管25-28 份，纳米膨润土 4-7份，氧化铁8-11份，聚酰胺蜡3-6份，氧化铝10-15份，钛酸酯偶联剂 KR-38S 1. 5-1. 9份，纳米级防锈颜料2-5份，消泡剂1. 2-1. 8份，流平剂1. 4-1. 7份，流变助 齐[J 〇. 6-1份，二甲苯13-16份，溶剂45-48份； 其中改性双环戊二烯石油树脂的制备方法为：按重量份将80-85份双环戊二烯石油树 脂和10-15份丁基橡胶混合均匀，再加入55-58份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由丙二醇甲 醚醋酸酯和正丁醇以物质的量比为2-3 :1-2组成，继续加入1. 2-1. 5份乙酸乙酯、0. 5-0. 8 份硫磺和0. 1-0. 3份助交联剂TAIC后以350-370rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以 12- 15°C /min的平均升温速度将温度升至92-95°C，再以2. 6-2. 9°C /min的平均升温速度 将温度升至125-128°C，保温3-5h后冷却至室温得到改性双环戊二烯石油树脂； 改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1-4份碳纳米管和15-20份45-50wt%的氢 氧化钾溶液混合均勻进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间为4-6h，第一次超声分 散的频率为30-35KHZ，第一次超声分散的功率为1000-1200W，调节pH值为6. 8-7. 2后， 抽滤、干燥得到物料A，将物料A、20-25份浓度为96-98wt%硫酸加入第一反应容器，搅拌 20-24h，搅拌速度为50-60rpm，再加入10-13份浓度为23-26wt%的盐酸进行第二次超声分 散，第二次超声分散的时间为〇. 5-lh，第二次超声分散的频率为52-57KHZ，第二次超声分 散的功率为1200-1400W，调节pH值为6. 9-7. 0后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、2-5份 正丁胺、30-35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散的时间 为5-8h，第三次超声分散的频率为115-130KHZ，第三次超声分散的功率为1300-1500W，再 陈化2-3. 5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
2. 根据权利要求1所述高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其特征在于，环氧树脂的环 氧值为〇. 15-0. 2。
3. 根据权利要求1或2所述高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其特征在于，环氧树脂、 改性双环戊二烯石油树脂、丁苯橡胶的重量比为46-48 :34-35 :13-15份。
4. 根据权利要求1-3任一项所述高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其特征在于，其原 料按重量份包括：环氧树脂46-48份，改性双环戊二烯石油树脂34-35份，丁苯橡胶13-15 份，改性碳纳米管26-27份，氧化铁15-16份，聚酰胺蜡4-5份，氧化铝11-13份，钛酸酯偶 联剂KR-38S 1. 6-1. 8份，纳米级防锈颜料3-4份，消泡剂1. 5-1. 6份，流平剂1. 5-1. 6份， 流变助剂〇. 7-0. 9份，二甲苯14-15份，溶剂46-47份。
5. 根据权利要求1-4任一项所述高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其特征在于，改性 双环戊二烯石油树脂的制备方法为：按重量份将81-83份双环戊二烯石油树脂和12-14份 丁基橡胶混合均匀，再加入56-57份混合溶剂混合均匀，混合溶剂由丙二醇甲醚醋酸酯和 正丁醇以物质的量比为2. 2-2. 6 :1. 2-1. 5组成，继续加入1. 3-1. 4份乙酸乙酯、0. 6-0. 7 份硫磺和0. 2-0. 3份助交联剂TAIC后以355-360rpm的搅拌速度搅拌，在搅拌过程中以 13- 14°C /min的平均升温速度将温度升至93-94°C，再以2. 7-2. 8°C /min的平均升温速度 将温度升至126-127°C，保温3. 5-4h后冷却至室温得到改性双环戊二烯石油树脂。
6. 根据权利要求1-5任一项所述高强度高附着力防锈蚀船舱涂料，其特征在于，改 性碳纳米管的制备过程中，按重量份将2-3份碳纳米管和16-18份46-48wt%的氢氧化 钾溶液混合均勻进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间为4. 5-5h，第一次超声分 散的频率为32-34KHZ，第一次超声分散的功率为1100-1150W，调节pH值为6.9-7. 1后， 抽滤、干燥得到物料A，将物料A、22-23份浓度为96-98wt%硫酸加入第一反应容器，搅拌 21-22h，搅拌速度为54-56rpm，再加入11-12份浓度为24-25wt%的盐酸进行第二次超声 分散，第二次超声分散〇. 6-0. 7h，第二次超声分散的频率为54-55KHZ，第二次超声分散的 功率为1280-1300W，调节pH值为6. 9-7. 0后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、3-4份正丁 胺、33-34份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散的时间为 6-7h，第三次超声分散的频率为118-120KHZ，第三次超声分散的功率为1360-1400W，再陈 化2. 8-3. 2h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
【文档编号】C09D5/08GK104327672SQ201410613840
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】马从勇 申请人:侨健新能源科技（苏州）有限公司