抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物及用该组合物形成涂膜的方法
【专利说明】抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物及用该组合物形成涂膜的方法 相关申请的夺叉引用
[0001] 依照35USC § 119本申请要求于2014年1月16日向韩国知识产权局（KIP0)提交 的韩国专利申请第10-2014-0005392号的优先权，该专利申请的全部公开内容以参考的方 式并入本文中。
技术领域
[0002] 本发明的示例性实施方式涉及抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物及用该组合物形成涂 膜的方法。
【背景技术】
[0003] 船舶的构件（诸如螺旋桨或方向舵）易受到由于气蚀（cavitation)所致侵蚀的 影响。当船舶的尺寸和速度变大时由于气蚀所致侵蚀会恶化，从而导致船舶噪声、方向舵的 劣化、燃料经济性的下降等。
[0004] 业者已对螺旋桨和方向舵的材料和结构进行了研究以防止由于气蚀所致侵蚀，然 而尚未开发出具有充分抗气蚀性的螺旋桨和方向舵。
[0005] 近来，已开发出涂覆于螺旋桨和方向舵上的具有抗气蚀性的涂料组合物。然而，该 涂料组合物要求过高的成本并且具有用例如抹刀或大的匙形铲进行手动涂覆的配方。例 如，会占用多于2周的时间利用该涂料组合物形成具有数毫米（mm)厚度和约150m 2面积的 涂膜。
【发明内容】
[0006] -些示例性实施方式提供一种具有优异的可加工性和成本效益的抗气蚀聚氨基 甲酸酯组合物。
[0007] -些示例性实施方式提供一种用抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物形成具有优异的可 加工性和成本效益的涂膜的方法。
[0008] 根据一些示例性实施方式，提供抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物。该抗气蚀聚氨基甲 酸酯组合物包括包含氨基甲酸酯预聚物的第一溶液、以及第二溶液。基于第一溶液的总重 量，通过使约60重量％至约70重量％的异氰酸酯化合物与约30重量％至约40重量％的 多元醇发生聚合而合成该氨基甲酸酯预聚物。该异氰酸酯化合物的平均官能团数为至少2。 基于第二溶液的总重量，第二溶液包含约90重量％至约95重量％的具有至少为4的平均官 能团数的多元醇、约1重量％至约3重量％的纳米碳、约1重量％至约3重量％的着色剂、 约1重量％至约3重量％的吸湿剂、约1重量％至约3重量％的抗磨剂、和约1重量％至约 3重量％的消泡剂。第一溶液与第二溶液的体积比为约1:1，异氰酸酯化合物（NC0)的官能 团与第二溶液中的多元醇（0H)的官能团的摩尔比是在约1.0:1.0至约1.05:1.0之间。
[0009] 在示例性实施方式中，氨基甲酸酯预聚物的重量平均分子量可以在约2, 000至约 4, 000的范围内。
[0010] 在示例性实施方式中，异氰酸酯化合物可包括1，6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI)、 异佛尔酮二异氰酸酯（iroi)、4,4'_二环己基二异氰酸酯（H12MDI)或亚甲基二苯基异氰酸 酯（MDI)。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0011] 在示例性实施方式中，第一溶液中的多元醇可包括聚氧化烯多元醇、聚四氢呋喃 醚多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇。这些可以单独使 用或者以其组合的形式使用。
[0012] 在示例性实施方式中，第二溶液中的多元醇可包括聚己内酯多元醇。
[0013] 在示例性实施方式中，纳米碳可包括石墨、石墨纤维、碳纳米管、富勒烯和石墨烯。 这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0014] 在示例性实施方式中，着色剂可包括炭黑、蒽醌、酞菁、苯并咪唑酮、氧化铁黄、氧 化铁红、焦磷酸锰、二氧化钛（Ti02)或氧化锌（ZnO)。这些可以单独使用或者以其组合的形 式使用。
[0015] 在示例性实施方式中，吸湿剂可包括选自聚醚、氧化钙、沸石、氧化铝或对甲苯磺 酰异氰酸酯的至少一种。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0016] 在示例性实施方式，抗磨剂可包括氮化硼、聚乙烯或硫酸钥。这些可以单独使用或 者以其组合的形式使用。
[0017] 根据一些示例性实施方式，提供一种形成涂膜的方法。在该方法中，将聚氨基甲酸 酯组合物涂覆于金属预制件上，再将聚氨基甲酸酯组合物干燥。聚氨基甲酸酯组合物包括 含氨基甲酸酯预聚物的第一溶液、和第二溶液。基于第一溶液的总重量，通过使约60重量％ 至约70重量％的异氰酸酯化合物与约30重量％至约40重量％的多元醇发生聚合而合成氨 基甲酸酯预聚物。该异氰酸酯化合物的平均官能团数至少为2。基于第二溶液的总重量，第 二溶液包含约90重量％至约95重量％的具有至少为4的平均官能团数的多元醇、约1重 量％至约3重量％的纳米碳、约1重量％至约3重量％的着色剂、约1重量％至约3重量％ 的吸湿剂、约1重量％至约3重量％的抗磨剂、和约1重量％至约3重量％的消泡剂。第一 溶液与第二溶液的体积比为约1:1，异氰酸酯化合物（NC0)的官能团与第二溶液中的多元 醇（0H)的官能团的摩尔比是在约1. 0:1. 0至约1. 05:1. 0之间。
[0018] 在示例性实施方式中，可利用喷涂机以约200巴至约250巴的排出压力涂覆聚氨 基甲酸酯组合物。
[0019] 在示例性实施方式中，可在约60°C至约70°C的温度下涂覆聚氨基甲酸酯组合物。
[0020] 在示例性实施方式中，可在室温下利用筒式空气喷枪涂覆聚氨基甲酸酯组合物。
[0021] 在示例性实施方式中，涂膜可具有在约0. 5mm至约3mm范围内的厚度。
【具体实施方式】
[0022] 下面将更全面地描述各种示例性实施方式，其中揭示了一些示例性实施方式。然 而，本发明可具体化为许多不同的形态，并且不应被理解成局限于本文中所陈述的示例性 实施方式。相反，通过提供这些示例性实施方式而使该描述是全面和完整的，并且将把本发 明概念的范围全面地传达给本领域技术人员。
[0023] 本文中使用的术语"和/或"包括一个或多个所列出相关物件的任意组合和所有 组合。
[0024] 应当理解的是，尽管本文中可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件和/或 构件，但这些元件和/或构件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件或构 件与另一个加以区别。因此，在不背离本发明教示的情况下，下面所描述的第一元件或构件 可以被称为第二元件或构件。
[0025] 本文中使用的术语只是为了描述具体示例性实施方式的目的，并非意图限制本发 明。除非上下文明确说明，本文中使用的单数形式"一"、"一个"和"该"意图包括复数形式。 还应当理解的是，本说明书中使用的术语"包括"和/或"包含"是指所描述的特征、整数、步 骤、操作、元件和/或构件的存在，但不排除一种或多种其它特征、整数、步骤、操作、元件、 构件、和/或其组的存在或添加。
[0026] 除非另有规定，本文中使用的所有术语（包括科学技术术语）具有与本发明所属 领域技术人员通常所理解的相同的含义。还应当理解的是，术语（诸如常用词典中所定义 的）应被理解成具有与它们在本说明书上下文和相关领域中的含义相一致的含义，除非在 本文中明确地如此规定将不以理想化或过于正式的形式加以解释。
[0027] 在下文中，将详细说明根据示例性实施方式的抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物及利用 该组合物形成涂膜的方法。
[0028] 根据示例性实施方式，抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物可包含第一溶液和第二溶液。
[0029] 第一组合物可包含通过使异氰酸酯化合物与多元醇发生聚合所制备的氨基甲酸 酯预聚物。在示例性实施方式中，异氰酸酯化合物的平均官能团数可以等于或大于约2。
[0030] 第二溶液可包含在约90重量％(wt%)至约95wt%范围内的具有至少约为4的平均 官能团数的多元醇、在约lwt%至约3wt%范围内的着色剂、在约lwt%至约3wt%范围内的吸 湿剂、在约lwt%至约3wt%范围内的纳米碳、在约lwt%至约3wt%范围内的抗磨剂、和在约 lwt%至约3wt%范围内的消泡剂。这里，上述成分的重量百分比是基于第二溶液的总重量来 表不。
[0031] 在示例性实施方式中，第一溶液与第二溶液的体积比可为约1:1。异氰酸酯化合物 的官能团与第二溶液中多元醇的官能团的摩尔比可以在约1. 0:1. 〇至约1. 05:1. 0之间。
[0032] 在下文中，将对上述成分的类型和功能进行详细说明。
[0033] 1.第一溶液
[0034] 第一溶液可以是抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物的主要成分。可利用第一溶液提升物 理性质，诸如耐久性和耐磨性。
[0035] 在示例性实施方式中，第一溶液可包含氨基甲酸酯预聚物。在一个示例性实施方 式中，第一溶液基本上是由氨基甲酸酯预聚物所组成。
[0036] 1. 1.氨某甲酸酯预聚物
[0037] 可通过异氰酸酯化合物与多元醇的聚合来制备氨基甲酸酯预聚物。
[0038] 在示例性实施方式中，可根据耐化学性和生产率来选择具有在约2, 000至约 4, 000范围内的重量平均分子量的氨基甲酸酯预聚物。
[0039] 异氰酸酯化合物可提高聚氨