专利名称：深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆的制作方法
技术领域：
本发明属于防腐处理技术领域，具体涉及ー种深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆。
背景技术：
受海洋环境与材质本身的缺陷,大部分材料,特别是金属类都会发生腐蚀。材料的腐蚀不仅造成了巨大的经济损失，而且造成海洋环境的污染。防腐蚀技术多种多样，在钢结构防护时常常把多种技术结合使用。其中，涂层防腐是最简单、运用最广泛的技木。防腐涂料受法规、能源、防腐要求的推动经历了功能単一、高VOC含量、施工复杂向高性能多功能、智能、环保、涂料涂装一体化的发展。钢结构防腐是整个重防腐行业的ー个分支。在最早时期，由于涂料技术及原材料有限，大多数使用植物油或海洋生物加上矿物颜料，结合松香油制成涂料。二次大战期间，重防腐特种涂料得到了快速发展。出现了很多的新的涂料品种，醇酸涂料、氯化橡胶涂料、环氧涂料、聚氨酯涂料等等。近年来，由于世界各国对有机挥发物含量限制法规及有害空气污染物排放法规、能源的消耗推动防腐涂料朝高固体份、无溶剂、水性方向发展，对涂料涂装发起了新的要求。20世纪90年代喷涂聚氨酯技术应运而生。由于能够满足在安全、施工、性能的需要，已发展成为当今海洋防护エ业发展最快、最先进的技木。与其他海洋防护涂料技术相比，喷涂聚氨酯具有优秀的耐磨损及耐化学腐蚀性、一次性喷涂厚度、快速的干燥速度及快速施工等优点，使得喷涂聚氨酯涂料技术被广泛地应用于国内外各种重防腐エ业领域如燃气贮罐、管道、海洋船舶等钢结构重防腐。由于喷涂聚氨酯涂料数秒内凝胶固化，几分钟即可达到步行強度，对钢结构的湿润与附着方面有一定的缺陷，限制了喷涂聚氨酯涂料的运用，底漆技术成为了喷涂聚氨酯涂层对钢结构耐腐蚀防护的关键技木。底漆除了能承受住海水的腐蚀与高压、对钢结构表面进行有效封闭外，还要在钢结构与喷涂聚氨酯之间起到一个桥梁的作用来提高附着力。专利CN200910304890. 4发明了ー种海洋钢结构喷涂聚脲用防腐底漆，来改善聚脲对钢结构表面的附着力，以提高其防腐性能。该发明的防腐底漆为双组份聚氨酯型，其中A组分由环氧树脂、增粘树脂、防锈颜填料、触变剂、溶剂和其他助剂组成，B组分由异氰酸酷、大分子羟基多元醇、小分子羟基多元醇和溶剂组成。该发明底漆具有以下几个特点1)对钢结构表面附着力好，其拉开法附着力为> 9MPa ；2)柔韧性好，与喷涂聚脲的配套性好；
3)低表面处理，施工方便，重涂时间最短为16h，最长可达60天；4)防腐性能优异。喷涂聚氨酯涂料在对钢结构进行防腐防护时，为了提高对钢结构的附着強度，在实际的施工过程中通常涂装底漆，提高对钢结构的附着力。
现有的喷涂聚氨酯技术发展时间短，研究主要集中在主体材料的研发及改良上，配套材料的研究报道较少。已报道的配套底漆基本上是环氧类、聚氨酯类底漆。环氧类底漆存在与喷涂聚氨酯的粘结强度低等问题，聚氨酯类底漆存在与钢结构粘结强度低的问题。因此这两类底漆主要用于性能指标要求不高的场合。喷涂聚氨酯本身可以承受深海环境海水的压力，但由于没有相应的配套材料，限制了在深海环境中的应用。专利CN200910304890. 4聚氨酯型防腐底漆A组分含有20-40 %的溶剂，B组分含有20-60 %的溶齐U，防腐底漆的溶剂含量约为20-50%。防腐底漆与钢结构表面附着力好，其拉开法附着力为> 9MPa，但防腐底漆对与聚脲的附着力的情况没有说明。溶剂含量约为20-50%的防腐底漆，存在以下缺点I)性能方面，溶剂型防腐底漆随溶剂的挥发，漆膜表面易产生针眼，造成漆膜弊病，降低漆膜的防腐性能。2)涂装方面，溶剂型防腐底漆在施工中由于单道涂膜厚度低，需进行多道施工，效率低、施工エ期长。且边棱及突起部位漆膜易流淌，需特殊处理。溶剂型防腐涂料需在溶剂挥发后成膜，因此在涂装时有露点的限制。
3)安全方面，溶剂型防腐涂料在生产、施工中都存在有机挥发物的排放，増加了火灾隐患,增加了安全防护成本、废物处理成本等费用。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出了ー种深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底
漆-聚氨酯改性环氧无溶剂底漆，底漆与喷涂聚氨酯涂料配套使用，拓展喷涂聚氨酯涂
料在深海环境中对钢结构的防护。本发明的技术方案为ー种深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分按重量3 : I 6 : I混合，搅拌均匀后即成深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆；所述A组分的成分及重量百分比如下A组分包括聚氨酯改性环氧树脂、防锈颜料、无机填料、触变剂、助剂，其中所述聚氨酯改性环氧树脂占A组分总重量的30-50%、防锈颜料占A组分总重量的20-50%、无机填料占A组分总重量的10-20%、触变剂占A组分总重量的O. 2-2%、助剂占A组分总重量的O. 5-8% ；所述B组分的成分及重量百分比如下B组分包括胺类固化剂、催化剂，其中所述胺类固化剂占B组分总重量的90-99%、催化剂占B组分总重量的1-10%。A组分中，聚氨酯改性环氧树脂选用环氧当量为196_320g/eq的液体环氧树脂进行聚氨酯改性，聚氨酯改性后环氧树脂的环氧当量为200-280g/eq。聚氨酯改性环氧树脂采用聚醚多元醇与异氰酸酯类进行聚氨酯改性环氧树脂，所述聚醚多元醇为分子量在1000-5000的PPG、PTMG型聚醚多元醇的ー种或几种；所述异氰酸酯类为甲苯ニ异氰酸酯(TDI)、ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯(MDI)、聚合MDI (PAPI)、液化MDI、异佛尔酮ニ异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基ニ异氰酸酯(HDI)的ー种或几种。A组分中，所述防锈颜料为金属粉末、金属氧化物、磷酸盐、改性磷酸盐、铬酸盐、改性铬酸盐、有机缓蚀剂的ー种或几种。A组分中，所述无机填料为云母粉、玻璃鱗片、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、高岭土、硅灰石粉、钛白粉、硅微粉、硫酸钙、炭黑、纤维材料的ー种及几种。A组分中，所述触变剂为氢化蓖麻油、有机膨润土、气相ニ氧化硅、聚酰胺蜡、聚こ烯蜡、改性脲溶液中的ー种或几种。A组分中，所述助剂为润湿分散剂、消泡剂、附着力促进剂、流平剂、活性稀释剂的ー种或几种。B组分中，所述胺类固化剂为聚酰胺、脂肪胺、脂环胺、腰果酚胺、异佛尔酮胺、醚胺、芳香胺的ー种或几种。B组分中，所述催化剂为胺类、有机金属类催化剂的ー种或几种。本发明具有如下有益效果I)本发明因无溶剂挥发，可消除涂层针孔，提高抗渗透性和耐腐蚀性能；无溶剂底漆涂装时单道涂膜厚度可达200um，一次喷涂即可达到涂膜厚度要求，降低了施工的次 数，缩短了施工期；无溶剂底漆在成膜过程中无溶剂的挥发，施工无条件限制，且避免溶剂挥发造成的资源浪费，減少对环境的破坏，同时降低了生产、存放、运输及施工的成本；2)本发明具有比普通无溶剂环氧涂料更高的抗压强度，与钢结构、喷涂聚氨酯的粘结强度高的特点。聚氨酯改性环氧无溶剂底漆、喷涂聚氨酯涂料配套后，测试整体涂层与钢结构的拉拔强度> IOMPa0聚氨酯改性环氧无溶剂底漆解决了深海环境中普通无溶剂环氧类底漆耐压强度低、与喷涂聚氨酯涂料的粘结强度低的问题，同时也解决了聚氨酯类底漆在深海环境中与钢结构粘结强度低的问题。
具体实施例方式实施例I本实施案例的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，可在500-1000米深的海域内应用。制备本实施案例的底漆，包括以下步骤制备A组分将环氧树脂28%，PPG聚醚10%，甲苯ニ异氰酸酯2%合成的聚氨酯改性环氧树月旨，磷酸锌10 %，云母粉2 %，氧化铁红26 %，滑石粉8 %，硫酸钡8 %，有机缓蚀剂2 %，气相ニ氧化硅1%，润湿分散剂I. 5%，消泡剂O. 5%，附着力促进剂1%投入搅拌桶，经专用设备分散均匀后，即成A组分。制备B组分聚酰胺固化剂50%，芳香胺48%，催化剂2%混合，搅拌均匀后出料，即成B组分。固化将A、B组分按照重量比5 I混合，高速搅拌均匀后即成深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆。实施例2本实施案例的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，可在1000-1500米深的海域内应用。制备本实施案例的底漆，包括以下步骤制备A组分将环氧树脂28 %，PPG聚醚12 %，ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯2. 5 %合成的聚氨酯改性环氧树脂，改性磷酸锌8 %，云母氧化铁红32.5%，硫酸钡10 %，有机缓蚀剂2 %，气相ニ氧化硅I %，润湿分散剂2%，消泡剂O. 8%，附着力促进剂I. 2%投入搅拌桶，经专用设备分散均匀后，即成A组分。制备B组分聚酰胺固化剂43%，腰果酚胺45%，醚胺10%，催化剂2%混合，搅拌均匀后出料，即成B组分。固化将A、B组分按照重量比6 I混合，高速搅拌均匀后即成深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆。实施例3本实施案例的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，可在1500-2000米深的海域内应用。制备本实施案例的底漆，包括以下步骤制备A组分将环氧树脂30%，PTMG聚醚12%，异佛尔酮ニ异氰酸酯2. 5%合成的聚氨酯改性 环氧树脂，金属粉末40 %，改性磷酸锌6 %，纤维材料2 %，有机缓蚀剂2 %，气相ニ氧化硅I %，润湿分散剂2%，消泡剂I %，附着力促进剂2%，流平剂I %投入搅拌桶，经专用设备分散均匀后，即成A组分。制备B组分腰果酚胺固化剂50%，改性脂肪胺36%、醚胺12%，催化剂2%混合，搅拌均匀后出料，即成B组分。固化将A、B组分按照重量比4 I混合，高速搅拌均匀后即成深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆。实施例4本实施案例的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，可在2000-3000米深的海域内应用。制备本实施案例的底漆，包括以下步骤制备A组分将环氧树脂36. 5%, PTMG聚醚15%，异佛尔酮ニ异氰酸酯4%合成的聚氨酯改性环氧树脂，钛白粉25%，改性磷酸锌10%，有机缓蚀剂2%，气相ニ氧化硅1.5%，润湿分散剂2.5%，消泡剂1.5%，附着力促进剂1%，流平剂1%投入搅拌桶，经专用设备分散均匀后，即成A组分。制备B组分腰果酚胺50%，异佛尔酮胺31 %，醚胺15%，催化剂4%混合，搅拌均匀后出料，即成B组分。固化将A、B组分按照重量比3 I混合，高速搅拌均匀，在涂装时铺设纤维材料，固化后即成深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆。在喷砂等级Sa2. 5的钢结构上将实施例I、实施例2、实施例3、实施例4制备的改性环氧无溶剂底漆、空白底漆与喷涂聚氨酯配套，整体涂层进行了抗压强度、拉拔强度、耐盐雾IOOOh的测试，测试结果见表I。
权利要求
1.一种深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是包括A组分和B组分，所述A组分和B组分按重量3 : I 6 : I混合，搅拌均匀后即成深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆；所述A组分的成分及重量百分比如下A组分包括聚氨酯改性环氧树脂、防锈颜料、无机填料、触变剂、助剂，其中所述聚氨酯改性环氧树脂占A组分总重量的30-50%、防锈颜料占A组分总重量的20-50%、无机填料占A组分总重量的10-20%、触变剂占A组分总重量的O. 2-2%、助剂占A组分总重量的O. 5-8%;所述B组分的成分及重量百分比如下B组分包括胺类固化剂、催化剂，其中所述胺类固化剂占B组分总重量的90-99%、催化剂占B组分总重量的1-10%。
2.根据权利要求I所述的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A组分中，选用环氧当量为196-320g/eq的液体环氧树脂进行聚氨酯改性，聚氨酯改性后环氧树脂的环氧当量为200_280g/eq。
3.根据权利要求2所述的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是所述聚氨酯改性环氧树脂为聚醚多元醇与异氰酸酯类聚氨酯改性环氧树脂，所述聚醚多元醇为分子量在1000-5000的PPG、PTMG型聚醚多元醇的一种或几种；所述异氰酸酯类为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合MDI (PAPI)、液化MDI、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的一种或几种。
4.根据权利要求I所述的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A组分中，所述防锈颜料为金属粉末、金属氧化物、磷酸盐、改性磷酸盐、铬酸盐、改性铬酸盐、有机缓蚀剂的一种或几种。
5.根据权利要求I所述的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A组分中，所述无机填料为云母粉、玻璃鳞片、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、高岭土、硅灰石粉、钛白粉、硅微粉、硫酸钙、炭黑、纤维材料的一种或几种。
6.根据权利要求I所述的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A组分中，所述触变剂为氢化蓖麻油、有机膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡、聚乙烯蜡、改性脲溶液中的一种或几种。
7.根据权利要求I所述的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在A组分中，所述助剂为润湿分散剂、消泡剂、附着力促进剂、流平剂、活性稀释剂的一种或几种。
8.根据权利要求I所述的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在B组分中，所述胺类固化剂为聚酰胺、脂肪胺、脂环胺、腰果酚胺、异佛尔酮胺、醚胺、芳香胺的一种或几种。
9.根据权利要求I所述的深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，其特征是在B组分中，所述催化剂为胺类、有机金属类催化剂的一种或几种。
全文摘要
本发明涉及一种深海环境钢结构喷涂聚氨酯防腐底漆，所述底漆为聚氨酯改性环氧无溶剂底漆，该环氧无溶剂底漆通过聚氨酯改性后，具有比普通无溶剂环氧涂料更高的抗压强度，与钢结构、喷涂聚氨酯的粘结强度高的特点。聚氨酯改性环氧无溶剂底漆、喷涂聚氨酯涂料配套后，测试整体涂层与钢结构的拉拔强度≥10MPa。聚氨酯改性环氧无溶剂底漆解决了深海环境中普通无溶剂环氧类底漆耐压强度低、与聚脲的粘结强度低的问题，同时也解决了聚氨酯类底漆在深海环境中与钢结构粘结强度低的问题。
文档编号C08G18/58GK102676029SQ20121018686
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者刘连河, 吴燕芳, 张安智, 胡松霞 申请人:青岛海洋新材料科技有限公司