船用纳米改性聚氨酯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种船用纳米改性聚氨酯涂料及其制备方法，涂料由配套使用的改性合成树脂和固化剂双组分构成，所述改性合成树脂由０．２～３５％纳米浆、２５～９５％合成树脂、０～３５％颜料、余量的溶剂组成；制备方法是：首先将纳米浆加入合成树脂溶液中，再加入余量的溶剂、助剂、颜料，进行分散研磨，经过滤后制成纳米改性聚氨酯涂料的改性合成树脂组分。本发明专利技术提出了采用纳米浆的方法制备纳米改性聚氨酯涂料，使得纳米材料在涂料中分散稳定，并且提高了涂层的保色性和保光性，用此方法制备的纳米改性聚氨酯涂层与配套的底漆和中间层漆组成的涂层系统可使船舶水线以上部位达到长效重防腐的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
船用纳米改性聚氨酯涂料及其制备方法
本专利技术涉及纳米技术和腐蚀防护技术，具体为一种船用纳米改性聚氨酯涂料及其制备方法。
技术介绍
船舶的水线以上部位处于盐雾和紫外照射之下，比船底面临着更严酷的腐蚀环境。常规的面漆选用酚醛或醇酸船壳漆，酚醛漆是以苯基苯酚甲醛树脂桐油漆料，加入氧化锌而成。其缺点是漆膜易变色粉化。纯酚醛醇酸船壳漆的缺点是漆膜仍有粉化现象，但比纯酚醛船壳漆好些。醇酸船壳漆是目前船壳漆中使用最多的品种，它的耐候性与耐水性比酚醛漆有了很大的提高。新型船舶涂料中的面漆出现了氯化橡胶漆，与醇酸漆比它具有良好的耐水性与耐候性，施工不受气温限制，能在-20～50℃气温中使用，同时由于是溶剂挥发型涂料，涂层之间由于漆膜中溶剂能起浸渗作用，使与下层互粘为一体，大大加强了漆膜间粘附力，故在重新涂时，虽然间隔了一个较长的时间，层间仍有互溶作用。氯化橡胶漆的缺点是在高温下会分解出氯化氢，影响人体健康。生产氯化橡胶使用四氯化碳为溶剂，生产过程中排放的废水和废气中会含有很多氯化氢，会造成环境污染。很多国家现在已经开始限制氯化橡胶的生产。所以氯化橡胶漆也会逐渐退出船舶防护领域，而且氯化橡胶漆经过长期的户外曝晒后，也会有严重失光现象。环氧漆和聚氨酯漆是非常有可能取代氯化橡胶漆的。如中国专利CN1311133报道了一种大修周期30-50年的舰船保护方法，包括在舰船底面、水线和上层建筑涂以防腐涂层，在船体上加装外加电流阴极保护装置和电解防污装置，其特征是所述的防腐涂层为湿磨云母环氧涂层。环氧树脂漆缺点是曝晒后易粉化，粉化率约2～3μm/a，严重影响了涂装部位的装饰性。聚氨酯漆与上述所提到的醇酸漆和氯化橡胶膝相比，保光性和保色性有了较大提高，但经长期户外曝晒后，仍有一定程度的失光和变色。综上所述，现有技术中的涂料形成的漆膜不同程度上有变色、粉化的现象。具有优良耐候性，还同时具有长效防腐性能的涂料未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有良好的耐候性能和耐蚀性能的船用纳米-->改性聚氨酯涂料及其制备方法，与环氧系列船用底漆和中间层漆配套使用，达到船舶水线上部长效重防腐的效果，使用期限可达15年以上。本专利技术的技术方案是：船用纳米改性聚氨酯涂料由配套使用的合成树脂和固化剂双组分构成，合成树脂为羟基丙烯酸树脂和/或羟基聚酯树脂的一种或多种，固化剂为异氰酸酯类固化剂，所述合成树脂为改性合成树脂，按重量百分比计，改性合成树脂由0.2～35％纳米浆、25～95％合成树脂、0～35％颜料、少量的助剂和余量的溶剂组成；固化剂和改性合成树脂的配比按NCO∶OH＝0.8～1.3∶1(摩尔比)；所述纳米浆指的是中国科学院金属研究所研制的Nanos型纳米浆，纳米浆在改性合成树脂中含量较好为0.5～15％；所述溶剂为脂肪烃、芳香烃、酯类、酮类、萜类、取代烃类的一种或多种；其中脂肪烃溶剂指的是石油醚、200号溶剂油、抽余油、丁烷、正戊烷、异戊烷、异己烷、正己烷、正庚烷、异庚烷、正辛烷或异辛烷；芳香烃溶剂指的是苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯、Solvesso100、Solvesso150、Solvesso200、溶剂石脑油、乙苯或异丙苯；酮类溶剂指的是丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇、二乙基酮或甲基丙基酮；酯类溶剂指的是醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸己酯、醋酸庚酯、醋酸癸酯、乳酸丁酯或甲氧基乙酸丙酯；萜类溶剂指的是松节油、松油或双戊烯；取代烃类溶剂指的是三氯乙烷或2-硝基丙烷。较好的溶剂为200号溶剂油、正戊烷、异戊烷、异己烷、正己烷、正庚烷、异庚烷、甲苯、二甲苯、三甲基苯、Solvesso100、Solvesso150、Solvesso200、溶剂石脑油、甲乙酮、甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、甲氧基乙酸丙酯或三氯乙烷。所述颜料选自钛白粉、瓷土、重晶石粉、重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉、石英、镉黄、铬黄、锶黄、锌铬黄、四碱式锌黄、中铬绿、深铬绿、氧化铬绿、酞菁绿、镉红、甲苯胺红、氧化铁红、铁红土、氧化铁黄、氧化铁黑、石墨、酞菁蓝、群青、华蓝、红丹、黄丹、炭黑、锌粉、铝粉、锌钡白之一或复配；所述助剂是涂料制备过程中经常使用的助剂之一或其复配，包括防沉剂、润湿分散剂或流平剂等；所述防沉剂选自气相二氧化硅，有机膨润土类、蓖麻油衍生物或聚乙烯腊等；润湿分散剂可选用天然高分子类，如卵磷脂；合成高分子类，如长链聚酯的酸或多氨基盐，商品牌号如EFKA Polymer 400、EFKAPolymer 401、EFKA Polymer 402或EFKA Polymer 403；或聚酰胺-->及酸性酯的盐如EFKA-44；还可选用多元羧酸或其胺盐如EFKA-54、EFKA-66或TROYSOL 98C；嵌段高分子共聚物如聚硅氧烷和聚醚共聚物Polyflow KL-245、特殊乙烯类聚合物、偶联剂等；流平剂可以选用溶剂型流平剂，如高沸点芳烃、酮、酯、四氢化萘或十氢化萘等；或丙烯酸类流平剂，如Henkel公司的Perenol F40、BYK公司的BYK-VP-354、3609、3529聚丙烯酸酯等；或有机硅类流平剂，如硅油、有机硅改性树脂等，商品牌号如Henkel公司的Perenol S4、S400、S43；BYK公司的BYK-310、BYK-300或BYK-370等；本专利技术纳米改性聚氨酯涂料中，作为纳米改性聚氨酯涂料的改性合成树脂组分中的合成树脂，可以选自德国拜耳(Bayer)公司的DesmophenAVPLS 2180FE、DesmophenA365/1、DesmophenA VPLS 2009/1 FE、DesmophenRD181/1 75X、DesmophenA450 MPA/X、DesmophenA575FE、DesmophenVPLS 2971、Desmophen670BA、Desmophen1652、DesmophenA160、Desmophen650、Desmophen651、德谦企业股份有限公司的FX-1560、FX-1660、FX-2460A、FX-2820、FX-2970A、FX-2970B、FX-3070、FX-3360、FX-4365、F-45、TN-4366、TN-4543、PE-8043；作为本专利技术纳米改性聚氨酯涂料的固化剂组分可以选自德国拜耳(Bayer)公司的DesmodurN75、DesmodurN100、DesmodurN3390、DesmodurN3300、DesmodurVPLS 2010/1、DesmodurVPLS 2103、DesmodurZ4470；法国罗地亚(Rhodia)公司的Tolonate HDB-75MX、Tolonate HDT-90；日本聚氨酯株式会社的CORONATE 2604、CORONATEHX-T、CORONATE 2384、CORONATE HK。与本专利技术配套使用的防锈底漆可选用其底漆可以为环氧富锌底漆、无机富锌底漆、环氧铁红防锈漆、铁红酚醛防锈漆、铁红纯酚醛防锈漆、铁红醇酸防锈漆、环氧云铁防锈漆、红丹防锈漆，铬酸盐防锈漆、磷酸锌防锈漆、偏硼酸钡防锈漆、铝粉铁红防锈漆，铝粉氯化橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用纳米改性聚氨酯涂料，由配套使用的合成树脂和固化剂双组分构成，合成树脂为羟基丙烯酸树脂和／或羟基聚酯树脂的一种或多种，固化剂为异氰酸酯类固化剂，其特征在于：所述合成树脂为改性合成树脂，按重量百分比计，改性合成树脂由０．２～３５％纳米浆、２５～９５％合成树脂、０～３５％颜料、０～５％助剂和余量的溶剂组成；固化剂和改性合成树脂的配比按ＮＣＯ∶ＯＨ＝０．８～１．３∶１摩尔比。

【技术特征摘要】
1、一种船用纳米改性聚氨酯涂料，由配套使用的合成树脂和固化剂双组分构成，合成树脂为羟基丙烯酸树脂和/或羟基聚酯树脂的一种或多种，固化剂为异氰酸酯类固化剂，其特征在于：所述合成树脂为改性合成树脂，按重量百分比计，改性合成树脂由0.2～35％纳米浆、25～95％合成树脂、0～35％颜料、0～5％助剂和余量的溶剂组成；固化剂和改性合成树脂的配比按NCO∶OH＝0.8～1.3∶1摩尔比。2、按照权利要求1所述船用纳米改性聚氨酯涂料，其特征在于：所述纳米浆为Nanos型纳米浆，优选量为0.5～15％。3、按照权利要求1所述船用纳米改性聚氨酯涂料，其特征在于：所述溶剂为脂肪烃、芳香烃、酯类、酮类、萜类、取代烃类的一种或多种；所述脂肪烃溶剂为石油醚、200号溶剂油、抽余油、丁烷、正戊烷、异戊烷、异己烷、正己烷、正庚烷、异庚烷、正辛烷或异辛烷；芳香烃溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯、Solvesso100、Solvesso150、Solvesso200、溶剂石脑油、乙苯或异丙苯；酮类溶剂为丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇、二乙基酮或甲基丙基酮；酯类溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸己酯、醋酸庚酯、醋酸癸酯、乳酸丁酯或甲氧基乙酸丙酯；萜类溶剂为松节油、松油或双戊烯；取代烃类溶剂为三氯乙烷或2-硝基丙烷。4、按照权利要求3所述船用纳米改性聚氨酯涂料其特征在于：较好的溶剂为200号溶剂油、正戊烷、异戊烷、异己烷、正己烷、正庚烷、异庚烷、甲苯、二甲苯、三甲基苯、Solvesso100、Solvesso150、Solvesso200、溶剂石脑油、甲乙酮、甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、甲氧基乙酸丙酯或三氯乙烷。5、按照权利要求1所述船用纳米改性聚氨酯涂料，其特征在于：所述颜料为钛白粉、瓷土、重晶石粉、重体碳酸钙、轻体碳酸钙、滑石粉、石英、镉黄、铬黄、锶黄、锌铬黄、四碱式锌黄、中铬绿、深铬绿、氧化铬绿、酞菁绿、镉红、甲苯胺红、氧化铁红、铁红土、氧化铁黄、氧化铁黑、石墨、酞菁蓝、群青、华蓝、红丹、黄丹、炭黑、锌粉、铝粉、锌钡白之一或复配。6、按照权利要求1所述船用纳米改性聚氨酯涂料，其特征在于：所述助剂是涂料制备过程中经常使用的助剂之一或复配，包括防沉剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福春，韩恩厚，柯伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]