本發明涉(she)及(ji)一種(zhong)重防腐涂(tu)料(liao)，尤其涉(she)及(ji)一種(zhong)海洋工程(cheng)重防腐涂(tu)料(liao)及(ji)其制備(bei)方法。
背景技術：
重(zhong)防(fang)腐(fu)涂(tu)料是(shi)指相對常(chang)(chang)規防(fang)腐(fu)涂(tu)料而言，能(neng)在相對苛刻腐(fu)蝕(shi)環境(jing)里應用，并具(ju)有能(neng)達到比常(chang)(chang)規防(fang)腐(fu)涂(tu)料更長保護期的(de)一(yi)類防(fang)腐(fu)涂(tu)料。重(zhong)防(fang)腐(fu)涂(tu)料主(zhu)要應用領(ling)域有：①新(xin)興海(hai)(hai)洋工(gong)(gong)程(cheng)：海(hai)(hai)上設施(shi)(shi)、海(hai)(hai)岸及海(hai)(hai)灣構造(zao)物、海(hai)(hai)上石(shi)(shi)油平臺；②現代交通運輸(shu)：高速公路(lu)護欄(lan)、橋梁、船(chuan)艇、集裝箱、火車(che)及鐵道(dao)設施(shi)(shi)、汽車(che)、機(ji)場(chang)設施(shi)(shi)；③能(neng)源工(gong)(gong)業(ye)(ye)：水(shui)工(gong)(gong)設備(bei)、水(shui)罐、石(shi)(shi)油精(jing)制設備(bei)、石(shi)(shi)油貯存設備(bei)(油管(guan)、油罐)、輸(shu)變電(dian)設備(bei)、核電(dian)、煤礦；④大(da)型工(gong)(gong)業(ye)(ye)企業(ye)(ye)：造(zao)紙設備(bei)、醫(yi)藥設備(bei)、食品化工(gong)(gong)設備(bei)、金屬容(rong)器內外壁(bi)、化工(gong)(gong)、鋼鐵、石(shi)(shi)化廠的(de)管(guan)道(dao)、貯槽、礦山(shan)冶(ye)煉、水(shui)泥廠設備(bei)、有腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)的(de)地面、墻壁(bi)水(shui)泥構件(jian)；⑤市政設施(shi)(shi)：煤氣(qi)(qi)管(guan)道(dao)及其設施(shi)(shi)(如(ru)煤氣(qi)(qi)柜)、天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)管(guan)道(dao)、飲水(shui)設施(shi)(shi)、垃圾處(chu)理設備(bei)等。
海(hai)(hai)洋防(fang)腐(fu)(fu)涂料是指在海(hai)(hai)洋環(huan)境中使用的防(fang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)涂料。由于海(hai)(hai)洋環(huan)境非(fei)常嚴酷并且具有(you)強腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)，因此，海(hai)(hai)洋防(fang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是我(wo)國海(hai)(hai)洋工(gong)程(cheng)發(fa)張中急需(xu)認真研究的課(ke)題。
目前上述的市(shi)面上常規的防(fang)腐涂(tu)料在新工(gong)程、新領域中已經不能滿足需求，主要表現(xian)在：例如耐(nai)(nai)鹽(yan)霧性能不高，一(yi)般不超過(guo)1000小(xiao)時；綜合防(fang)腐性能單(dan)一(yi)，耐(nai)(nai)酸堿差；防(fang)腐涂(tu)料中含有(you)大量重金(jin)屬(shu)(鉛、鉻等)，對人體及對環境(jing)造成污染等缺(que)陷。
CN103205181A公(gong)開了(le)一種納(na)米(mi)重(zhong)(zhong)防腐(fu)(fu)涂料，按重(zhong)(zhong)量分數含有以(yi)下組份(fen)：雙(shuang)酚(fen)A環氧乙(yi)(yi)烯(xi)基(ji)酯20～70wt％，苯(ben)乙(yi)(yi)烯(xi)1～30wt％，聚(ju)吡咯基(ji)納(na)米(mi)復合導電纖維1～20wt％，納(na)米(mi)二(er)氧化硅(gui)1～15wt％，分散劑0.1～10wt％，改性膨潤土0.1～6wt％，有機溶劑5～30wt％。其所提供的涂料不(bu)含任(ren)何重(zhong)(zhong)金屬材料，且(qie)耐(nai)鹽霧時(shi)間(jian)大于3000小時(shi)，耐(nai)酸堿(jian)大于1000小時(shi)，然而(er)(er)，將其用于海(hai)(hai)洋工程中，仍會在較(jiao)短時(shi)間(jian)內被腐(fu)(fu)蝕，而(er)(er)且(qie)，其力學性能較(jiao)差(cha)，不(bu)耐(nai)海(hai)(hai)水沖刷、海(hai)(hai)冰碰撞(zhuang)、船舶停靠時(shi)的磨損等。
因此，如(ru)何提升(sheng)重防腐涂料的(de)力學性(xing)能，并保(bao)證其優異的(de)耐腐蝕性(xing)已成(cheng)為目前(qian)研究的(de)重點(dian)。
技術實現要素：
為解決(jue)現有技術的(de)(de)不(bu)足，本發(fa)明提供了一種海洋工(gong)程重防(fang)腐涂(tu)料，本發(fa)明所(suo)提供的(de)(de)涂(tu)料的(de)(de)耐鹽(yan)霧(wu)時(shi)間大于4100小時(shi)，耐濕熱時(shi)間大于4100小時(shi)，并具有優異的(de)(de)力學性能。
為達此(ci)目的，本(ben)發明采用了以下技(ji)術方案：
本發明提供了一種海洋工(gong)程重防腐涂(tu)料(liao)，按質量分(fen)數由以下原(yuan)料(liao)組分(fen)組成：雙酚A環氧乙(yi)烯基酯(zhi)20～70wt％、苯乙(yi)烯1～30wt％、聚(ju)丙烯腈/碳納(na)米管(guan)導電纖維(wei)1～20wt％、納(na)米二氧化硅(gui)1～15wt％、Mn-ZrC復(fu)合粉體(ti)5～15wt％、分(fen)散劑0.1～10wt％、改性膨潤土(tu)0.1～6wt％、二硫化鉬微粉1～5wt％、膠(jiao)體(ti)石墨微粉1～3wt％、快(kuai)壓(ya)出(chu)炭黑N550 2～8wt％和有機溶劑5～30wt％。
本發明通(tong)過在涂料(liao)中(zhong)增加聚丙烯(xi)腈(jing)/碳納米管導電纖維和Mn-ZrC復合粉體以(yi)及(ji)二硫(liu)化鉬(mu)微(wei)粉、膠(jiao)體石墨(mo)微(wei)粉和快壓出(chu)炭黑(hei)，能(neng)夠使涂料(liao)適應海(hai)(hai)洋工(gong)程環境(jing)，除了(le)具(ju)有優異的防(fang)腐(fu)性(xing)能(neng)外(wai)，其耐(nai)鹽(yan)霧(wu)時(shi)間大于4100小時(shi)，耐(nai)濕熱(re)時(shi)間大于4100小時(shi)，而(er)且，還(huan)具(ju)有優異的力(li)學性(xing)能(neng)，能(neng)夠耐(nai)海(hai)(hai)水沖(chong)刷、海(hai)(hai)冰(bing)碰撞、船(chuan)舶(bo)停靠時(shi)的磨損(sun)等(deng)。
本發明的海洋工程重防(fang)腐涂料(liao)中，按(an)重量分數含有以(yi)下(xia)組(zu)份：雙酚A環氧乙(yi)烯(xi)基酯20～70wt％，例(li)如(ru)(ru)為(wei)(wei)(wei)(wei)22wt％、25wt％、28wt％、33wt％、36wt％、40wt％、43wt％、48wt％、54wt％、59wt％、63wt％、66wt％、69wt％等(deng)，優(you)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)30～65wt％，進(jin)(jin)一(yi)步(bu)優(you)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)40～60wt％；苯(ben)乙(yi)烯(xi)1～30wt％，例(li)如(ru)(ru)為(wei)(wei)(wei)(wei)3wt％、6wt％、9wt％、14wt％、18wt％、20wt％、25wt％、27wt％等(deng)，優(you)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)5～25wt％，進(jin)(jin)一(yi)步(bu)優(you)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)5～20wt％；聚丙烯(xi)腈(jing)/碳(tan)納米管導電(dian)纖維1～20wt％，例(li)如(ru)(ru)為(wei)(wei)(wei)(wei)2wt％、5wt％、8wt％、10wt％、14wt％、16wt％、18wt％等(deng)，優(you)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)3～15wt％，進(jin)(jin)一(yi)步(bu)優(you)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)3～10wt％；納米二氧化硅1～15wt％，例(li)如(ru)(ru)為(wei)(wei)(wei)(wei)3wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、14wt％等(deng)，優(you)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)3～10wt％，進(jin)(jin)一(yi)步(bu)優(you)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)(wei)(wei)3～7wt％；Mn-ZrC復合(he)粉體5～15wt％，例(li)如(ru)(ru)為(wei)(wei)(wei)(wei)5wt％、6wt％、8wt％、10wt％、14wt％、15wt％等(deng)；分散劑0.1～10wt％，例(li)如(ru)(ru)為(wei)(wei)(wei)(wei)0.3wt％、0.6wt％、1wt％、3wt％、6wt％、8wt％等(deng)；改(gai)性膨潤土0.1～6wt％，例(li)如(ru)(ru)為(wei)(wei)(wei)(wei)0.3wt％、0.6wt％、0.9wt％、1.5wt％、2wt％、3wt％、3.5wt％、4.4wt％、5.2wt％、5.7wt％等(deng)；有機溶劑5～30wt％，例(li)如(ru)(ru)為(wei)(wei)(wei)(wei)7wt％、9wt％、13wt％、16wt％、19wt％、22wt％、27wt％、29wt％等(deng)。
作為優(you)選的技術方案，按重(zhong)量分數由以下原料組(zu)分組(zu)成：雙酚A環氧乙烯基(ji)酯30～65wt％、苯乙烯5～25wt％、聚丙烯腈/碳納米(mi)管導電纖(xian)維3～15wt％、納米(mi)二氧化硅3～10wt％、Mn-ZrC復(fu)合粉(fen)(fen)體8～10wt％、分散劑(ji)0.1～10wt％、改性膨潤土0.1～6wt％、二硫化鉬微粉(fen)(fen)2～5wt％、膠(jiao)體石墨(mo)微粉(fen)(fen)2～3wt％、快壓出(chu)炭黑N550 5～8wt％和有機(ji)溶劑(ji)5～18wt％。
作為(wei)進一步優(you)選的技術方案，所述涂料按(an)重量(liang)分(fen)數由以(yi)下原料組(zu)分(fen)組(zu)成：雙酚A環(huan)氧(yang)乙(yi)烯基酯40～60wt％、苯(ben)乙(yi)烯5～20wt％、聚丙烯腈/碳(tan)納米管導電纖維3～10wt％、納米二(er)氧(yang)化硅3～7wt％、Mn-ZrC復合粉體8～10wt％、分(fen)散(san)劑(ji)0.1～10wt％、改(gai)性膨(peng)潤土(tu)0.1～6wt％、二(er)硫化鉬微粉3～5wt％、膠體石墨(mo)微粉3wt％、快壓出(chu)炭(tan)黑N550 7～8wt％和有機(ji)溶劑(ji)7～20wt％。
本(ben)發明(ming)中，所述(shu)改(gai)性膨潤(run)土(tu)為(wei)有機改(gai)性膨潤(run)土(tu)。
本(ben)發(fa)明中，所述有機溶劑(ji)為苯(ben)類溶劑(ji)。
本發明中，所述的有機溶劑為(wei)苯、甲苯或(huo)(huo)二甲苯，或(huo)(huo)其混合物，優(you)選(xuan)為(wei)二甲苯。
雙(shuang)酚A環(huan)氧乙(yi)烯(xi)基樹(shu)脂(zhi)(zhi)是由(you)甲基丙(bing)烯(xi)酸與(yu)雙(shuang)酚A環(huan)氧樹(shu)脂(zhi)(zhi)通過反(fan)應(ying)合成的(de)(de)乙(yi)烯(xi)基樹(shu)脂(zhi)(zhi)。由(you)于在分子鏈兩(liang)端存在不(bu)飽和雙(shuang)鍵使其極其活潑(po)，具有高(gao)(gao)反(fan)應(ying)活性，能迅速固化，很快得到高(gao)(gao)強度的(de)(de)制(zhi)品；同時采用甲基丙(bing)烯(xi)酸合成，酯(zhi)鍵邊的(de)(de)甲基可起保護(hu)作用，提高(gao)(gao)耐水解(jie)性；而且樹(shu)脂(zhi)(zhi)含酯(zhi)鍵量少，耐堿性能高(gao)(gao)。
苯(ben)乙(yi)烯是用苯(ben)取代乙(yi)烯的(de)一個氫(qing)原子形成的(de)有(you)機化合物，乙(yi)烯基的(de)電子與苯(ben)環共軛，不溶于水(shui)，溶于乙(yi)醇、乙(yi)醚中，在本發明中溶解雙酚A環氧乙(yi)烯基樹(shu)脂，起溶解作用。
本(ben)發明中，所述(shu)聚丙烯腈/碳納(na)米(mi)管(guan)導電纖維采用以下方(fang)法(fa)制得(de)：使用濃(nong)硫酸和濃(nong)硝(xiao)酸的混合溶(rong)液將多壁碳納(na)米(mi)管(guan)進行功能化(hua)處理后，與聚丙烯腈共混，采用濕法(fa)成形方(fang)法(fa)制備(bei)得(de)到(dao)。
具體地，所(suo)述聚丙烯(xi)腈/碳納米管導電(dian)纖維采用以下方法制得(de)：
(1)碳(tan)(tan)納米管的功能化處理：原料所(suo)用多(duo)壁(bi)(bi)碳(tan)(tan)納米管的直徑為40-60nm，長度為0.5-500μm，純(chun)度大于95％；稱取一定(ding)量的多(duo)壁(bi)(bi)碳(tan)(tan)納米管放(fang)入(ru)反應(ying)器中，劇烈攪拌下加入(ru)98％的濃硫酸和70％的濃硝酸的混合液，放(fang)入(ru)恒溫油浴中回流1-3h取出，用去離子(zi)水(shui)反復(fu)沖洗，最后把(ba)所(suo)得黑色固體放(fang)在(zai)真(zhen)空烘箱中于40-50℃干燥。
(2)聚丙(bing)烯腈/碳納米管紡絲原液的制(zhi)備(bei)：
將(jiang)經過功(gong)能(neng)化處(chu)理或未經過功(gong)能(neng)化處(chu)理的(de)碳(tan)納米管與聚(ju)丙烯(xi)腈(jing)浸入DMF溶(rong)(rong)劑中，使(shi)之充分溶(rong)(rong)脹，然(ran)后升溫(wen)，攪拌，使(shi)聚(ju)丙烯(xi)腈(jing)溶(rong)(rong)解，保持(chi)總固(gu)含(han)量為10-20％，得到(dao)碳(tan)納米管含(han)量的(de)共混(hun)溶(rong)(rong)液，再將(jiang)該溶(rong)(rong)液用(yong)超聲波輻照(zhao)10-30min，使(shi)碳(tan)納米管在超聲波的(de)作用(yong)下(xia)均勻分散，最后經減壓過濾、真空脫泡，制得共混(hun)紡絲原(yuan)液。
(3)聚丙烯(xi)腈/碳納米管導(dao)電(dian)纖維的制備
在常規小試濕(shi)法成形(xing)設備上，將共混紡(fang)絲(si)(si)(si)溶(rong)液經過過濾、計量后(hou)，通過噴(pen)絲(si)(si)(si)孔(kong)擠(ji)入(ru)由溶(rong)劑(ji)DMF和(he)水組成的凝固(gu)浴，其中DMF溶(rong)劑(ji)的含量為(wei)50％，拉絲(si)(si)(si)倍數為(wei)7倍，然(ran)后(hou)經水洗(xi)、上油，干燥熱定型及卷繞工序，制成聚丙烯腈/碳納米纖維。
目前，碳(tan)納米(mi)管纖維和/或(huo)聚(ju)(ju)丙烯腈都是用于提高(gao)共混(hun)體系的(de)導電性能(neng)，然而(er)，本發明(ming)通(tong)(tong)過將聚(ju)(ju)丙烯腈/碳(tan)納米(mi)管纖維加入海(hai)洋工程重防腐涂料中，通(tong)(tong)過與Mo-ZrC復合(he)粉體發揮協同增效(xiao)作(zuo)用，其涂層卻具有了優異(yi)的(de)力學性能(neng)。
本發明中，所述Mn-ZrC復(fu)合粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)是(shi)由Mo粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)、ZrC粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)按質量比為(wei)3:(1-2)通過機械球磨法實現均勻(yun)混合而制備得到(dao)，其中，所述Mo粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)的粒徑為(wei)50-100μm，純度大于(yu)95wt％；ZrC粉(fen)(fen)(fen)體(ti)(ti)的粒徑為(wei)10-100μm，純度大于(yu)95wt％。
納(na)米二(er)氧(yang)化(hua)硅(gui)粒徑(jing)很小(xiao)，表(biao)面(mian)(mian)吸附力強(qiang)(qiang)，表(biao)面(mian)(mian)能大，化(hua)學(xue)純度高(gao)、分(fen)散性(xing)能好(hao)、熱阻、電阻等方(fang)面(mian)(mian)具有(you)特異的(de)(de)性(xing)能，而(er)且具有(you)優越(yue)的(de)(de)穩定(ding)性(xing)、補強(qiang)(qiang)性(xing)、增(zeng)稠性(xing)和(he)(he)觸變性(xing)。納(na)米二(er)氧(yang)化(hua)硅(gui)具有(you)三(san)維網狀結(jie)構(gou)，擁有(you)龐大的(de)(de)比(bi)表(biao)面(mian)(mian)積(ji)，表(biao)現出極大的(de)(de)活性(xing)，能在涂(tu)料(liao)(liao)(liao)干燥(zao)時形成網狀結(jie)構(gou)，同時增(zeng)加了(le)涂(tu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度和(he)(he)光潔(jie)度，而(er)且提(ti)高(gao)了(le)顏料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)懸(xuan)浮性(xing)，能保持涂(tu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)顏色長(chang)期不退色。
涂料(liao)(liao)中(zhong)分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)、潤濕原(yuan)理，一是分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑吸(xi)(xi)附于粉(fen)(fen)(fen)料(liao)(liao)顆(ke)粒(li)，將(jiang)凝(ning)聚(ju)的(de)(de)(de)(de)粉(fen)(fen)(fen)料(liao)(liao)顆(ke)粒(li)濕潤；二是高(gao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑吸(xi)(xi)附在(zai)粉(fen)(fen)(fen)料(liao)(liao)顆(ke)粒(li)表(biao)面(mian)(mian)，增加顏料(liao)(liao)和(he)填(tian)充料(liao)(liao)粒(li)子(zi)(zi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)電(dian)荷，提高(gao)粒(li)子(zi)(zi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)靜(jing)電(dian)斥力，并有(you)效增加了粒(li)子(zi)(zi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)空間(jian)位(wei)阻，使液體中(zhong)粉(fen)(fen)(fen)料(liao)(liao)顆(ke)粒(li)穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)成為(wei)(wei)可能。根據分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)結構劃(hua)分(fen)(fen)(fen)，分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑一般分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)兩(liang)大(da)類(lei)：無(wu)機分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑和(he)有(you)機分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑。無(wu)機分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑中(zhong)以聚(ju)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽類(lei)居多，如六偏磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鈉、三聚(ju)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鉀(jia)、多聚(ju)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鈉和(he)焦磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)四鉀(jia)。其作用(yong)的(de)(de)(de)(de)機理是通過氫鍵(jian)和(he)化學吸(xi)(xi)附，起靜(jing)電(dian)斥力穩定(ding)作用(yong)。其優點(dian)是對無(wu)機顏料(liao)(liao)和(he)填(tian)充料(liao)(liao)分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)效果(guo)好，但(dan)隨pH值和(he)溫度的(de)(de)(de)(de)升高(gao)，多聚(ju)磷(lin)(lin)酸(suan)(suan)(suan)鹽容(rong)易水(shui)解(jie)，對長期(qi)儲(chu)存穩定(ding)性(xing)不佳。有(you)機分(fen)(fen)(fen)散(san)(san)(san)劑包括(kuo)聚(ju)丙(bing)烯酸(suan)(suan)(suan)鹽類(lei)，聚(ju)苯乙烯/順(shun)丁烯二酸(suan)(suan)(suan)鹽類(lei)、聚(ju)異(yi)丁烯/順(shun)丁烯二酸(suan)(suan)(suan)鹽類(lei)等。他們的(de)(de)(de)(de)特點(dian)是，在(zai)粉(fen)(fen)(fen)料(liao)(liao)表(biao)面(mian)(mian)產生強吸(xi)(xi)附或錨固作用(yong)，具有(you)較長的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)鏈以形成空間(jian)位(wei)阻，鏈端具有(you)水(shui)溶性(xing)，有(you)的(de)(de)(de)(de)還輔(fu)有(you)靜(jing)電(dian)斥力，達(da)到穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)。
有(you)(you)(you)(you)機分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)因(yin)(yin)其分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)不(bu)同(tong)，表現會(hui)有(you)(you)(you)(you)所不(bu)同(tong)；低分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)型分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)具有(you)(you)(you)(you)一個或(huo)多個空間上相(xiang)接近的(de)(de)極性(xing)基(ji)團，它(ta)們吸(xi)附在顏(yan)(yan)料(liao)表面(mian)，以(yi)空間屏蔽作用(yong)來穩定粉(fen)料(liao)粒子(zi)(zi)，從而使粘(zhan)度下降，這(zhe)類(lei)分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)主(zhu)要用(yong)于無(wu)機顏(yan)(yan)料(liao)，因(yin)(yin)無(wu)機顏(yan)(yan)料(liao)是離(li)子(zi)(zi)型結(jie)構，有(you)(you)(you)(you)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)表面(mian)極性(xing)，分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)易于吸(xi)附。而有(you)(you)(you)(you)機顏(yan)(yan)料(liao)因(yin)(yin)其表面(mian)含C、H、O基(ji)團，無(wu)離(li)子(zi)(zi)活性(xing)，所以(yi)往(wang)往(wang)用(yong)高(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)，有(you)(you)(you)(you)較(jiao)(jiao)多的(de)(de)黏附基(ji)團吸(xi)附在有(you)(you)(you)(you)機顏(yan)(yan)料(liao)的(de)(de)表面(mian)，它(ta)可以(yi)在有(you)(you)(you)(you)機顏(yan)(yan)料(liao)上形成持久(jiu)的(de)(de)吸(xi)附層。但分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)太大易絮凝。所以(yi)選(xuan)(xuan)擇分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)的(de)(de)類(lei)型時應根據顏(yan)(yan)料(liao)和填(tian)充料(liao)類(lei)型而選(xuan)(xuan)擇。本發明所用(yong)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)可以(yi)為(wei)有(you)(you)(you)(you)機分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)，優(you)選(xuan)(xuan)為(wei)丙烯(xi)酸類(lei)共聚物(wu)溶(rong)液，進一步(bu)優(you)選(xuan)(xuan)為(wei)BYK2020的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)。
本(ben)發明(ming)中添加(jia)改性的(de)膨潤土(tu)可(ke)賦予(yu)涂料一定的(de)觸(chu)變(bian)性和(he)結構粘度，起(qi)增稠防沉作用。本(ben)發明(ming)改性膨潤土(tu)所用的(de)有(you)機胺(an)可(ke)以為正辛胺(an)、十(shi)二胺(an)、十(shi)六胺(an)、十(shi)八胺(an)、十(shi)六烷基三甲基溴化銨或丙(bing)烯酰胺(an)等。
本發明中所用(yong)(yong)有機溶劑(ji)主要起稀釋作用(yong)(yong)，以調節(jie)涂料粘度(du)。
本(ben)發明(ming)提供的(de)海洋工程重防腐(fu)涂料(liao)，還可以包括(kuo)涂料(liao)中的(de)常規助劑，如顏(yan)料(liao)，增稠劑，防腐(fu)劑，消泡劑等(deng)中的(de)一(yi)種(zhong)或兩(liang)種(zhong)以上的(de)混合物(wu)。
常規助劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)加入(ru)可(ke)以(yi)(yi)使得制(zhi)得的(de)(de)(de)涂(tu)(tu)料(liao)性(xing)能更加優(you)秀。顏料(liao)可(ke)以(yi)(yi)使涂(tu)(tu)料(liao)具(ju)有(you)預定的(de)(de)(de)色澤(ze)，本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的(de)(de)(de)顏料(liao)優(you)選(xuan)不含重金屬的(de)(de)(de)防(fang)(fang)腐(fu)顏料(liao)，如紅丹、鋅(xin)黃、磷(lin)酸(suan)鋅(xin)、鍶(si)鉻黃和鉬酸(suan)鋅(xin)。增(zeng)稠劑(ji)(ji)可(ke)以(yi)(yi)使得涂(tu)(tu)料(liao)具(ju)有(you)較(jiao)好的(de)(de)(de)觸變性(xing)，本(ben)發(fa)(fa)明(ming)選(xuan)用非離子型聚氨酯類化(hua)合物(wu)(wu)。防(fang)(fang)腐(fu)劑(ji)(ji)能夠抑(yi)制(zhi)涂(tu)(tu)料(liao)中的(de)(de)(de)霉菌生長，使涂(tu)(tu)料(liao)保持質量穩定。本(ben)發(fa)(fa)明(ming)防(fang)(fang)腐(fu)劑(ji)(ji)優(you)選(xuan)為異噻唑啉酮。消泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)可(ke)以(yi)(yi)抑(yi)制(zhi)泡(pao)(pao)沫，使涂(tu)(tu)料(liao)涂(tu)(tu)刷時(shi)不易產生縮孔和魚眼，本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的(de)(de)(de)消泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)可(ke)采用疏水二氧化(hua)硅及礦物(wu)(wu)油的(de)(de)(de)混合物(wu)(wu)。常規助劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)添加量可(ke)根據本(ben)領域技術人員的(de)(de)(de)常識進(jin)行添加。
本發明(ming)紅所述(shu)的(de)(de)涂料的(de)(de)制備方法，包(bao)括以(yi)下步驟：
先將雙酚A環氧(yang)乙烯(xi)基(ji)酯、苯乙烯(xi)、聚(ju)丙烯(xi)腈/碳納米管導電纖維和分散劑進(jin)行(xing)混合，再將得(de)到的(de)混合物(wu)與(yu)納米二(er)氧(yang)化硅、Mn-ZrC復合粉(fen)體(ti)(ti)、改性膨潤(run)土、二(er)硫(liu)化鉬微(wei)粉(fen)、膠體(ti)(ti)石(shi)墨微(wei)粉(fen)、快壓出(chu)炭黑(hei)和有(you)機溶(rong)劑進(jin)行(xing)混合，從(cong)而(er)得(de)到所(suo)述涂料。
本發明所提供的(de)涂料也可通過常規的(de)制(zhi)備方法制(zhi)得。
與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果(guo)：
本發(fa)明(ming)提(ti)供的海洋工程重防(fang)腐涂料具(ju)(ju)有(you)優異的力(li)學(xue)性能(neng)，耐海水(shui)沖刷、海冰(bing)碰撞(zhuang)、船舶停(ting)靠時(shi)(shi)(shi)的磨損能(neng)力(li)強，并且(qie)具(ju)(ju)有(you)優異的耐腐蝕性能(neng)，耐鹽霧(wu)時(shi)(shi)(shi)間大(da)于4100小時(shi)(shi)(shi)，耐濕熱時(shi)(shi)(shi)間大(da)于4100小時(shi)(shi)(shi)，并具(ju)(ju)有(you)優異的力(li)學(xue)性能(neng)。
具體實施方式
為便于理解本(ben)發(fa)(fa)明(ming)(ming)，本(ben)發(fa)(fa)明(ming)(ming)列舉(ju)實施例如下。本(ben)領域技(ji)術人員應該(gai)明(ming)(ming)了，所述(shu)實施例僅僅用于幫助理解本(ben)發(fa)(fa)明(ming)(ming)，不(bu)應視為對本(ben)發(fa)(fa)明(ming)(ming)的具體限(xian)制。
如無具體(ti)說明(ming)(ming)，本(ben)發(fa)明(ming)(ming)的各種原料均(jun)可以通過(guo)市售得到(dao)；或根據(ju)本(ben)領(ling)域的常(chang)規方(fang)法制備得到(dao)。除非另有(you)定義(yi)或說明(ming)(ming)，本(ben)文中所(suo)使用的所(suo)有(you)專(zhuan)業與(yu)科學用語與(yu)本(ben)領(ling)域技術熟(shu)(shu)練人員所(suo)熟(shu)(shu)悉的意義(yi)相同(tong)。此外任何與(yu)所(suo)記載內容相似或均(jun)等(deng)的方(fang)法及(ji)材(cai)料皆可應用于本(ben)發(fa)明(ming)(ming)方(fang)法中。
下列(lie)實(shi)施例中未注(zhu)明具體條件的(de)實(shi)驗方法，通(tong)常按照(zhao)國家標(biao)準測定。若沒有相應(ying)的(de)國家標(biao)準，則(ze)按照(zhao)通(tong)用的(de)國際標(biao)準、常規條件、或按照(zhao)制造廠商所建議(yi)的(de)條件進行。除非另外說明，否(fou)則(ze)所有的(de)份(fen)數為(wei)重量份(fen)，所有的(de)百(bai)分比為(wei)重量百(bai)分比。
本發明中所(suo)述(shu)的涂料(liao)的制備方(fang)法，包括以下步驟：
先將雙酚A環(huan)氧乙(yi)烯基酯、苯(ben)乙(yi)烯、聚丙(bing)烯腈/碳(tan)納米管導電纖維和分散(san)劑進行混(hun)(hun)合，再將得到(dao)的混(hun)(hun)合物與納米二氧化(hua)硅、Mn-ZrC復合粉(fen)(fen)體、改性膨潤(run)土(tu)、二硫化(hua)鉬微(wei)(wei)粉(fen)(fen)、膠(jiao)體石墨微(wei)(wei)粉(fen)(fen)、快壓出(chu)炭(tan)黑和有機溶劑進行混(hun)(hun)合，從而得到(dao)所述涂料(liao)。
實施例1
按質量分數(shu)由以下原料組(zu)分組(zu)成：雙酚(fen)A環(huan)氧(yang)乙烯(xi)基酯20wt％，苯(ben)乙烯(xi)2wt％，聚丙(bing)烯(xi)腈/碳(tan)納米管導電纖維10wt％，納米二氧(yang)化硅10wt％，Mn-ZrC復合粉(fen)體12wt％，分散劑(ji)5wt％，改性膨潤(run)土6wt％，二硫化鉬微(wei)粉(fen)3wt％、膠體石墨微(wei)粉(fen)3wt％、快壓出炭黑N550 7wt％、有機溶劑(ji)22wt％。
實施例2
按(an)質(zhi)量(liang)分數由(you)以下原料(liao)組分組成：雙酚A環氧乙(yi)烯基酯35wt％，苯乙(yi)烯2wt％，聚丙烯腈(jing)/碳納(na)米管導電纖維18wt％，納(na)米二氧化硅5wt％，Mn-ZrC復合粉體(ti)10wt％，分散劑1wt％，改性膨(peng)潤(run)土4wt％，二硫化鉬(mu)微粉5wt％、膠體(ti)石墨(mo)微粉3wt％、快壓出炭黑N550 7wt％、有機溶劑10wt％。
實施例3
按質量(liang)分(fen)數由(you)以下原料(liao)組(zu)分(fen)組(zu)成：雙(shuang)酚A環氧乙烯基(ji)酯67wt％，苯乙烯5wt％，聚丙(bing)烯腈/碳納米管導電纖(xian)維1wt％，納米二(er)氧化硅8wt％，Mn-ZrC復合粉體5wt％，分(fen)散(san)劑(ji)(ji)5wt％，改(gai)性膨潤(run)土1wt％，二(er)硫化鉬微粉3wt％、膠體石墨微粉3wt％、快壓(ya)出炭黑N550 7wt％、有機溶劑(ji)(ji)5wt％。
實施例4
按質(zhi)量(liang)分(fen)數由以(yi)下原(yuan)料組分(fen)組成：雙酚A環氧乙(yi)烯基酯55wt％，苯乙(yi)烯8wt％，聚(ju)丙(bing)烯腈/碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)導電纖維(wei)2wt％，納(na)米(mi)二氧化(hua)硅(gui)1wt％，Mn-ZrC復合粉體11wt％，分(fen)散劑1wt％，改性(xing)膨潤土1wt％，二硫化(hua)鉬微粉4wt％、膠體石墨微粉3wt％、快壓出炭黑N550 7wt％、有機溶劑8wt％。
對比例1
按質(zhi)量(liang)分(fen)數由以下原料組(zu)(zu)分(fen)組(zu)(zu)成(cheng)：雙(shuang)酚A環氧乙烯(xi)基酯(zhi)20wt％，苯(ben)乙烯(xi)15wt％，炭黑復合導(dao)電聚酯(zhi)纖維10wt％，納米(mi)二氧化(hua)硅(gui)10wt％，Mn-ZrC復合粉(fen)體12wt％，分(fen)散(san)劑(ji)5wt％，改性膨潤(run)土(tu)6wt％，有機溶(rong)劑(ji)22wt％。
對比例2
按質量分(fen)(fen)數(shu)由以(yi)下原料組(zu)分(fen)(fen)組(zu)成：雙酚(fen)A環氧乙烯基酯20wt％，苯乙烯15wt％，聚(ju)苯胺復合(he)導電纖(xian)維10wt％，納米(mi)二氧化硅10wt％，Mn-ZrC復合(he)粉體12wt％，分(fen)(fen)散劑5wt％，改(gai)性膨潤土6wt％，有機溶劑22wt％。
對比例3
按質量(liang)分(fen)數由以下原(yuan)料(liao)組(zu)分(fen)組(zu)成：雙酚A環(huan)氧(yang)(yang)乙烯基酯20wt％，苯乙烯15wt％，聚吡咯(ge)基有(you)機蒙脫土納(na)米復合導(dao)電纖維10wt％，納(na)米二(er)氧(yang)(yang)化硅10wt％，Mn-ZrC復合粉(fen)體(ti)12wt％，分(fen)散(san)劑5wt％，改性(xing)膨潤土6wt％，有(you)機溶劑22wt％。
對比例4
按(an)質量分數由以下原料組分組成：雙酚A環氧乙烯(xi)基酯20wt％，苯乙烯(xi)15wt％，聚吡咯基有機蒙(meng)脫土納(na)米復合(he)導電(dian)纖(xian)維10wt％，納(na)米二氧化硅10wt％，分散劑5wt％，改性膨潤土6wt％，有機溶劑34wt％。
對比例5
按質量分數由(you)以下(xia)原料組分組成(cheng)：雙酚A環(huan)氧乙烯(xi)基酯20wt％，苯乙烯(xi)15wt％，聚丙烯(xi)腈(jing)/碳納米管(guan)導電(dian)纖維(wei)10wt％，納米二(er)氧化硅10wt％，分散(san)劑5wt％，改性膨潤土6wt％，有機溶劑34wt％。
對比例6
按質量分(fen)數由以下原(yuan)料(liao)組(zu)分(fen)組(zu)成：雙(shuang)酚A環氧(yang)(yang)乙烯基(ji)酯20wt％，苯乙烯15wt％，納米二氧(yang)(yang)化硅10wt％，Mn-ZrC復合(he)粉體12wt％，分(fen)散劑(ji)5wt％，改(gai)性(xing)膨潤土6wt％，有機溶(rong)劑(ji)32wt％。
性能測試：
按照ISO 12944、NORSOK M501、NACE SP0108和ISO 20340相關(guan)防腐標準進(jin)行試驗(yan)。
經(jing)測試(shi)，實施例1-4的(de)(de)涂料(liao)經(jing)耐鹽(yan)霧(wu)(鹽(yan)水)試(shi)驗(yan)(yan)4000h、耐濕熱試(shi)驗(yan)(yan)4000h和循(xun)環腐蝕試(shi)驗(yan)(yan)4200h的(de)(de)測試(shi)，結果顯(xian)示(shi)均(jun)無異常，并(bing)且其顯(xian)示(shi)所提(ti)供的(de)(de)涂料(liao)不(bu)含任(ren)何重金屬材(cai)料(liao)，且耐鹽(yan)霧(wu)時(shi)間大于4100小時(shi)，耐濕熱時(shi)間大于4100小時(shi)，并(bing)具有優異的(de)(de)力學性能；而對(dui)比例1-6的(de)(de)涂料(liao)經(jing)同樣的(de)(de)測試(shi)后(hou)，結果均(jun)表(biao)現異常。
由此可以(yi)看(kan)出(chu)，本(ben)發明中(zhong)的(de)(de)海(hai)洋工(gong)程(cheng)重(zhong)防(fang)腐涂料(liao)具有優異的(de)(de)防(fang)腐蝕性能(neng)，能(neng)夠(gou)很好地(di)應用(yong)(yong)于海(hai)洋工(gong)程(cheng)中(zhong)，可大大提高海(hai)工(gong)設施(shi)的(de)(de)安全性，具有重(zhong)大的(de)(de)應用(yong)(yong)價值(zhi)。
申請人(ren)聲明(ming)，本(ben)(ben)發明(ming)通過上述實(shi)施例來說明(ming)本(ben)(ben)發明(ming)的(de)(de)詳細工(gong)藝設(she)備和(he)工(gong)藝流程(cheng)，但本(ben)(ben)發明(ming)并(bing)不局限于上述詳細工(gong)藝設(she)備和(he)工(gong)藝流程(cheng)，即不意味著本(ben)(ben)發明(ming)必(bi)須依賴上述詳細工(gong)藝設(she)備和(he)工(gong)藝流程(cheng)才能實(shi)施。所屬技(ji)術領域的(de)(de)技(ji)術人(ren)員應該(gai)明(ming)了(le)，對(dui)本(ben)(ben)發明(ming)的(de)(de)任何改進，對(dui)本(ben)(ben)發明(ming)產品各原料的(de)(de)等效替(ti)換及輔助(zhu)成分的(de)(de)添(tian)加、具體方式的(de)(de)選擇等，均(jun)落在本(ben)(ben)發明(ming)的(de)(de)保護范圍和(he)公開范圍之內。