一种重防腐涂层及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种重防腐涂层及其应用，所述重防腐涂层包括石墨烯底漆、环氧云铁漆中间漆、聚天门冬氨酸酯聚脲面漆。该重防腐涂料成本适中、储存稳定、施工方便、性能优异，适用于各种海洋工程中钢材质的防腐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种重防腐涂层及其应用，属于重防腐涂料

技术介绍
据统计，全球船舶、桥梁、码头等钢材质海洋工程每年因腐蚀造成的经济损失高达几千亿美元。各国的防腐实践证明：涂覆重防腐涂料是海洋工程最有效、最经济的防腐手段。目前，国内常用的重防腐涂料体系有环氧树脂涂料、聚氨酯树脂涂料、玻璃鳞片涂料等。环氧树脂拥有良好的成膜性能和较高的附着力，但环氧树脂不耐老化，易粉化，高温下承受强腐蚀介质能力差；聚氨酯树脂涂料附着力优异、力学性能好、抗化学腐蚀性好，但施工性能和储存稳定性差，漆膜容易起泡，此外，聚氨酯涂料生产过程中使用的原材料异氰酸酯对人有很大的毒性；玻璃鳞片涂料理论上具有优异的耐化学腐蚀性、抗渗水、水蒸气、腐蚀性离子、耐温度性能，但此种涂料对于鳞片的厚度、鳞片的排列方式、鳞片与成膜物质的粘合力具有很高的要求。综上所述，开发一种质量稳定、成本可控、施工方便、性能优异的海洋重防腐涂料不仅具有极大的经济效益，而且可以极大的推进我国海洋装备的升级改造。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有重防腐涂料性能上的不足，提供一种质量稳定、施工方便、力学性能和老化性能兼优的重防腐涂料。本专利技术的技术方案是，提供一种重防腐涂层，所述重防腐涂层包括石墨烯底漆、环氧云铁漆中间漆、聚天门冬氨酸酯聚脲面漆。进一步地，所述重防腐涂层的整体厚度为300-400μm，其中石墨烯底漆厚度为70-100μm，环氧云铁中间漆厚度为120-180μm，聚天门冬氨酸酯聚脲面漆厚度为70-100μm。进一步地，所述石墨烯底漆由A组分和B组分固化得到，按照重量百分数计：所述A组分包括20％-30％环氧树脂、1％-3％石墨烯、0.1％-0.3％硅烷偶联剂KH-550、15％-25％云母氧化铁粉、15％-25％鳞片状锌粉；所述B组分包括8％-13％的650低分子聚酰胺、1％-5％间苯二胺。进一步地，所述环氧树脂由质量比为1:0.8-1.2的环氧树脂E-44和环氧树脂E-51组成。进一步地，石墨烯的D50为7-20μm、层数＜10。进一步地，所述石墨烯是由鳞片石墨经氧化处理后球磨剥离再还原制备得到。进一步地，所述聚天门冬氨酸酯聚脲面漆由A组分和B组分组成，按照重量百分数计：所述A组分包括50％-60％聚天门冬氨酸酯、2％-5％酞青绿、5％-20％滑石粉；所述B组分包括70％-80％多异氰酸酯及其预聚体。进一步地，所述聚天门冬氨酸酯由马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二异丁酯、马来酸二丁酯中的一种或多种与4,4-二环己基甲烷二胺，3,3-二甲基-4,4-二环己基甲烷二胺、六亚甲基二胺、聚环氧丙烷二胺中的一种或多种反应得到。进一步地，所述多异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或者多种复配得到。进一步地，多异氰酸酯预聚体为二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或多种与聚四氢呋喃醚二醇合成的预聚体，预聚体中NCO质量分数为8％-20％。本专利技术进一步提供所述的重防腐涂层在海洋工程防腐领域的应用。本专利技术中的重防腐涂料由石墨烯底漆、环氧云铁中间漆、聚天门冬氨酸酯聚脲面漆组成。涂料整体厚度为300-400μm，其中石墨烯底漆厚度为70-100μm，环氧云铁中间漆厚度为120-180μm，聚天门冬氨酸酯聚脲面漆厚度为70-100μm。如果石墨烯底漆厚度过低，则会导致其防腐蚀效果变差，而底漆厚度过高，则会导致涂层成本过高。环氧云铁中间漆厚度过低，导致成本过高，厚度过高，则会导致漆膜厚度过大，重量增加。聚天门冬氨酸酯厚度过低，导致面漆的耐磨、防水效果差，厚度过高则导致成本增加。通过将石墨烯底漆、环氧云铁中间漆、聚天门冬氨酸酯面漆三种漆膜的配合，大幅度增加了漆膜的附着力、耐腐蚀性能、耐磨性等性能，远远优于其他漆膜的性能。通过进一步精确控制各个膜层的厚度，实现了降低了成本，实现了优秀的性能。本专利技术中的石墨烯底漆由A组分和B组分组成，按照重量百分比计，所述A组分包括20％-30％环氧树脂(E-44和E-51混合比例为1:0.8—1:1.2)、1％-3％石墨烯、0.1％-0.3％硅烷偶联剂KH-550、15％-25％云母氧化铁粉、15％-25％鳞片状锌粉、0.2％-0.5％流平剂、0.2％-0.4％消泡剂，其余为溶剂二甲苯；所述B组分包括8％-13％650低分子聚酰胺、1％-5％间苯二胺，其余为溶剂二甲苯。所述石墨烯底漆的制备方法，具体步骤如下：1)制备A组分a.称取所需量的云母氧化铁粉和鳞片状锌粉，混匀；b.将所需量的环氧树脂、石墨烯、硅烷偶联剂KH-550、流平剂和消泡剂和二甲苯加入高剪切混合乳化机中，控制温度30—40℃、转速2000rpm-2500rpm，剪切10-20min至混合均匀；c.将步骤b得到的混合物转移至砂磨机中，研磨至细度≤60μm；d.将步骤a得到的混合物加入步骤c得到的混合物中混合均匀得到A组分。2)制备B组分将650低分子聚酰胺、间苯二胺和二甲苯在室温下按照所述配比混合均匀得到B组分。本专利技术制备的石墨烯底漆相比环氧富锌底漆具有以下性能优势：1、本专利技术使用高剪切混合乳化机制备石墨烯底漆，通过高剪切对流分散，石墨烯不但能保持原有结构，而且在漆料中分散均匀，此方法方便、高效地解决了石墨烯在环氧树脂集体中易团聚、分散困难的难题，有利于大规模工业生产；2、片层结构的石墨烯均匀分散在树脂基体中可以提高漆膜的抗渗水能力；3、高模量的石墨烯作为刚性粒子可以增加环氧树脂的耐热性和拉伸率，进而提高漆膜的柔韧性；4、高导电的石墨烯的加入可以克服普通富锌涂料以牺牲锌粉为代价的防腐方式，减少漆膜表面锌盐的含量，增加涂层的结合力和兼容性；5、通过合理的搭配三种漆膜，实现了优异的附着性、防腐、力学等性能；6、通过合理的控制膜层厚度，实现了成本更低、技术效果最优的技术效果。本专利技术选用市场通用的环氧云铁漆作为中间漆。环氧云铁漆具有良好的附着力、柔韧性、封闭性能和涂层相容性，并且成本较低，使用环氧云铁中间漆可以以较低的成本，增加漆膜的厚度，有效保护底漆、钢材减缓腐蚀，提供面漆坚牢的附着力和优良的附着基层，增加整体涂层的使用寿命。本专利技术中的聚天门冬氨酸酯聚脲面漆由A组分和B组分组成，按照重量百分比计，所述A组分包括50％-60％聚天门冬氨酸酯、2％-5％酞青绿、5％-20％滑石粉、0.2％-0.5％流平剂BYK-344、0.2％-0.4％消泡剂DabcoDC5169，其余为溶剂二甲苯。所述B组分包括70％-80％多异氰酸酯及其预聚体，其余为溶剂二甲苯。涂料稀释剂选用正丁酯。所述聚天门冬氨酸酯聚脲面漆的制备方法，具体步骤如下：1)制备A组分a.将所需量的聚天门冬氨酸酯、填料、颜料、流平剂和消泡剂和溶剂加入高速搅拌分散机中，控制温度30—40℃、转速300rpm-400rpm，搅拌5-10min至混合均匀；b.将步骤a得到的混合物转移至砂磨机中，研磨至细度≤60μm，静置消泡得到A组分；2)制备B组分将所需量的多异氰酸酯及其预聚体在室温下与溶剂混合均匀得到B组分。本专利技术制备的聚天门冬氨酸酯聚脲面漆，弹性、附着力、耐磨性等力学性能优异，耐酸碱、耐盐耐水等耐化学介质性能优异，耐高低温、耐紫外等抗老化性能优异，综合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重防腐涂层，其特征在于，所述重防腐涂层包括石墨烯底漆、环氧云铁漆中间漆、聚天门冬氨酸酯聚脲面漆。

【技术特征摘要】
1.一种重防腐涂层，其特征在于，所述重防腐涂层包括石墨烯底漆、环氧云铁漆中间漆、聚天门冬氨酸酯聚脲面漆。2.如权利要求1所述的重防腐涂层，其特征在于，所述重防腐涂层的整体厚度为300-400μm，其中石墨烯底漆厚度为70-100μm，环氧云铁中间漆厚度为120-180μm，聚天门冬氨酸酯聚脲面漆厚度为70-100μm。3.如权利要求1或2所述的重防腐涂层，其特征在于，所述石墨烯底漆由A组分和B组分固化得到，按照重量百分数计：所述A组分包括20％-30％环氧树脂、1％-3％石墨烯、0.1％-0.3％硅烷偶联剂KH-550、15％-25％云母氧化铁粉、15％-25％鳞片状锌粉；所述B组分包括8％-13％的650低分子聚酰胺、1％-5％间苯二胺。4.如权利要求3所述的重防腐涂层，其特征在于，所述环氧树脂由质量比为1:0.8-1.2的环氧树脂E-44和环氧树脂E-51组成。5.如权利要求3或4所述的重防腐涂层，其特征在于，石墨烯的D50为7-20μm、层数＜10，优选的，所述石墨烯是由鳞片石墨经氧化处理后球磨剥离再还原制备得到。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖鹏，阳区，刘琛，李真真，
申请(专利权)人：湖南航天新材料技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43