本发明专利技术公开了一种高性能环保型水性船舶内舱涂料组合物的制备方法和应用。高性能环保型水性船舶内舱涂料采用双组份含氟烷基侧链的改性环氧树脂乳液涂料体系，其中A组分为经结构改性的含氟烷基侧链环氧树脂乳液为基料的混合物，B组分为含端环氧基的聚醚化合物与胺的加成物组成的水性胺类固化剂。A、B组分按比例配匀进行涂装。固化后漆膜的有害物质限量满足挥发性有机化合物含量（VOC）≤120g/L的环保标准，漆膜的水接触角达到100°以上并保持稳定，复涂容易，具有优良的防霉、抗玷污、耐腐蚀性能，适用于船舶内舱的防护装饰。
【技术实现步骤摘要】
一种高性能环保型水性船舶内舱涂料
本专利技术涉及高分子化工涂料领域，具体是以氟改性环氧树脂乳液为基料制备的一种具有优良防霉、抗玷污、耐腐蚀性能的环保型水性船舶内舱涂料。
技术介绍
船舶内舱涂料应用于内舱钢板和软包覆表面的装饰和防护，传统的船舶内舱涂料多为溶剂型涂料，应用最多的有：醇酸涂料、丙烯酸涂料和环氧树脂涂料等。但溶剂型内舱涂料在施工中易发生火灾、中毒等事故，特别是绝缘层软包覆施工中，软包覆布和绝缘隔热材料均为多孔性材料，对涂料的吸收量较大，且易将有机溶剂封闭在多孔基材内部，影响舱室内工作和生活人员的身体健康。因此选择内舱涂料时优先考虑VOC含量低、不易燃烧、爆炸，并且一旦燃烧或爆炸后产生的气体毒性较小的涂料品种。水性船舶内舱涂料不仅具有环保、使用安全等特点，并与生活舱涂料半光、亚光的要求吻合，越来越受到人们的关注。水性船舶内舱涂料以水为分散介质，可大量节省石油资源，减少VOC排放，减轻环境污染，涂料生产和涂装过程中不燃、不爆，可消除内舱涂料施工中的火灾和中毒隐患，显著改善内舱室环境，并使一些交叉作业成为可能，有利于提高工效，得到船厂和船东的认可，应用前景广阔。水性内舱涂料主要有水性醇酸内舱涂料（或水性丙烯酸改性醇酸涂料）、水性丙烯酸内舱涂料、水性环氧丙烯酸内舱涂料和水性环氧内舱涂料。早期的水性内舱涂料主要用于内舱面漆的涂装，除环保性能外，对其它性能的要求不高，所以多为水性醇酸体系或水性丙烯酸体系，单组分体系，施工方便，但在防腐性能、硬度、耐溶剂方面存在不足，抗玷污性差，也不具备防霉等性能。水性环氧体系为双组分，VOC含量低，气味小，使用安全，可在室温和潮湿环境中固化，有合理的固化时间并保证有较高的交联密度，在防腐性能、硬度、耐溶剂和抗玷污方面较好，成为水性内舱涂料最理想的涂料体系之一。由于船舶内舱空间狭小、通风不畅，在冬季或气温较低时，室内外存在着温差，致使壁面结露，长此以往，出现壁面发霉等问题，因此现代船舶制造业对内舱涂料有了更高的要求，除安全无毒、施工方便外，还应具备抗玷污、抗结露、防霉以及耐腐蚀等特性，达到显著改善内舱环境，防止舱室长霉，保护舱室内人员健康的目的。低表面能涂料具有疏水、疏油、防霉、防污等优异性能，在建筑涂料、减阻涂料、防污涂料、防腐涂料、防水涂料、防雾防冰涂料、防涂鸦涂料等方面已得到应用。将低表面能涂料应用到船舶水性内舱涂料尚未见报道。中国专利公开（公告）号CN102603991A公开了一种船舶内舱用环保型水性防护装饰涂料的配方及制备工艺，它是一种以丙烯酸改性醇酸乳液为基料的水性内舱涂料。该专利首先合成了VOC含量低、热稳定性好、干燥快的丙烯酸改性醇酸乳液，再以此乳液为基料与颜料、助剂混合，经研磨、分散等工序加工成涂料。该涂料VOC含量低，不含苯系物，无毒，不燃，对环境无污染，对施工人员身体健康无害，可采用刷涂、喷涂、浸涂等多种方法施工，干燥快，使用安全方便。漆膜机械强度高，附着力强，装饰性好，主要用于船舶内舱钢板和软包覆表面作为防护和装饰涂层。也可用于交通工具、桥梁、贮罐、管道、机械设备等设施件钢铁材料的防护与装饰。此种涂料未提及低表面能特性。中国专利申请号CN200910311766.0公开了一种水性低表面能涂料及其制备方法，该专利主要使用含氟丙烯酸乳液、杀菌防腐剂、消泡剂、润湿分散剂、pH值调节剂、颜填料、纳米微粉、成膜助剂、增稠剂、流平剂和水等通过搅拌、分散等工艺制备单组分的水性低表面能涂料。综合国内外的专利技术和文献，水性低表面能涂料用乳液的制备方法主要为氟碳改性丙烯酸乳液、氟/硅改性聚氨酯乳液等，其主要利用了丙烯酸树脂自身耐候性能优良、装饰性好的优点，通过与氟以化学键结合，通过化学改性技术、赋予低表面能性能，但却存在防腐性能不佳的缺陷。目前国内外专利和文献还没有引入氟对环氧树脂乳液进行表面改性的制备方法及以其为基料制备的水性低表面能涂料在船舶内舱应用的相关信息。本专利技术对现有的水性船舶内舱涂料产品性能进行技术提升，在保证安全、无毒的前提下，使其具有低表面能、防霉、防玷污等功能及一定的耐腐蚀性能。制备一种环境友好、安全无毒的高性能环保型水性船舶内舱涂料，涂料的低表面能有利于漆膜防霉抗玷污，而且水性环氧涂料的防护性能可达到对应的溶剂型内舱涂料防护性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对普通船舶内舱涂料在防霉、抗玷污等方面的不足，提供一种环保无毒、具有防霉抗玷污特性的以氟改性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂为成膜物的高性能环保型水性船舶内舱涂料组合物制备方法及其应用。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：为达到船舶内舱涂料具有高度环保安全性和长效使用性能要求，本专利技术提出的高性能环保型水性船舶内舱涂料采用了双组分水分散型环氧树脂涂料体系路线，筛选符合环保要求的原材料，而不是容易带入甲醛的水性丙烯酸乳液体系。主要采用自制的经结构改性的含氟烷基侧链环氧树脂乳液为基料，与由含端环氧基的聚醚化合物与胺的加成物组成的水性胺类固化剂制备的低表面能成膜物为主。以此保证漆膜的有害物质限量满足挥发性有机化合物含量（VOC）≤120g/L的环保标准。一般来说，当涂料的水接触角达到1000以上时，水就难以在漆膜表面浸润。提高水性船舶内舱涂料漆膜水接触角，主要是向树脂分子中引入较低表面能的氟原子实现，氟原子在漆膜表面富集时漆膜水接触角才会大幅提高。在环氧树脂分子结构中引入氟烷基侧链，这种氟烷基侧链在成膜过程中具有优异表面迁移性，从而获得很低的表面能。本专利技术采用含氟烷基侧链的改性环氧树脂乳液为基料制备的高性能环保型水性船舶内舱涂料，复涂容易，漆膜的水接触角≥100°且性能稳定，具有防霉、抗玷污性，适用于船舶内舱的防护装饰。一种高性能环保型水性船舶内舱涂料，该涂料组合物由A组分和B组分组成，A、B组分的配方如下：A组分B组分原材料重量百分比水性环氧固化剂65-90%水10-35%其中，氟改性环氧树脂乳液为含氟烷基侧链的改性环氧树脂乳液，包括如下结构：式中x≥1；y≥1。m=2-6；n=9，11，13；式中R为二价具有4-30个碳原子的线型,或支化脂肪族基团,或脂环族基团，或者具有6-24个碳原子的芳香基团。由于在含羟基的双酚A型环氧树脂分子结构中引入氟烷基侧链，含有以上结构的涂层具有低表面能特性，并保持稳定。所述的氟改性环氧树脂乳液，其组成包括（重量百分比）：所述的侧链含氟烷基链段的环氧树脂，其组成包括（重量百分比）：所述的侧链含氟烷基链段的环氧树脂的制备方法，其步骤是将计量的二异氰酸酯、全氟烷基醇、溶剂加入到反应釜中，充入氮气或氩气，匀速搅拌，加热到60～95℃，待物料全部溶解后保温反应2～3小时，加入一半量催化剂，继续在60～95℃下边搅拌边保温反应6～8小时。冷却至50℃下加入含有羟基的双酚A型环氧树脂溶液（环氧树脂含量为50-60%），补足催化剂用量，升温至65～90℃，继续保温反应6～8小时，将合成的端异氰酸酯含氟化合物接枝到双酚A型环氧树脂的侧链上。反应完后抽真空2～4小时，减压除去多余的溶剂，提纯得到长链段含氟侧链的环氧树脂。上述侧链含氟烷基链段的环氧树脂中所用的二异氰酸酯选自下列一种：异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDI三聚体）、碳化二亚胺-脲酮亚本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高性能环保型水性船舶内舱涂料，其特征是，该涂料组合物由A组分和B组分组成，配方如下： A组分 B组分 原材料 重量百分比 水性环氧固化剂 65‑90% 水 10‑35% A、B两组分按8～6:1重量比的比例混合使用。
【技术特征摘要】
1.一种高性能环保型水性船舶内舱涂料，其特征是，该涂料组合物由A组分和B组分组成，配方如下：A组分B组分原材料重量百分比水性环氧固化剂65-90％水10-35％A、B两组分按8～6:1重量比的比例混合使用；所述的氟改性环氧树脂乳液为侧链含氟烷基链段的改性环氧树脂乳液，包括如下结构：式中x≥1；y≥1；m＝2-6；n＝9，11，13；式中R为二价具有4-30个碳原子的线型、支化脂肪族基团,或脂环族基团，或者具有6-24个碳原子的芳香基团。2.根据权利要求1所述的高性能环保型水性船舶内舱涂料，其特征是，所述的氟改性环氧树脂乳液包括如下组分：3.根据权利要求2所述的高性能环保型水性船舶内舱涂料，其特征是，所述的侧链含氟烷基链段的环氧树脂包括如下组分：4.根据权利要求1所述的高性能环保型水性船舶内舱涂料，其特征是：所述的防锈颜料选自磷酸锌、三聚磷酸铝、磷酸铝锌、磷钼酸锌钙、磷硅酸锶盐中的一种或两种的混合物；所述的颜填料包括体质填料和颜料，体质填料选自沉淀硫酸钡、滑石粉、高岭土、重晶石粉、轻质碳酸钙中的一种或几种的混合物；颜料选自金红石型钛白粉、氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、酞青蓝、炭黑中的一种或几种的混合物；所述的成膜助剂选自沸点在250℃以上的低气味醇醚类成膜助剂；所述的助剂选自消泡剂、流平剂、润湿分散剂、增稠剂、防霉剂、防腐剂中的一种或几种的混合；所述的水性环氧固化剂选自由含端环氧基的聚醚化合物与胺的加成物组成的水性胺类固化剂。5.根据权利要求2所述的高性能环保型水性船舶内舱涂料，其特征是：所述环氧树脂为含羟基的双酚A型环氧树脂；所述活性稀释剂选自十二至十四烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚中的一种或两种的混合物；所述乳化剂选自乙烯基烷基酚聚氧乙烯磺酸盐、乙烯基烷基磷酸酯、烯丙基醚羟基磺酸钠中的一种或几种的混合物；所述水为去离子水或蒸馏水。6.根据权利要求3所述的高性能环保型水性船舶内舱涂料，其特征是：所述二异氰酸酯选自：异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种的混合物；所述全氟烷基醇其分子式为C...
【专利技术属性】
技术研发人员：万众，卢敏，高新华，徐金文，杨凯，宁亮，吴连锋，王贤明，
申请(专利权)人：海洋化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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