CN116102967B - 一种超薄涂层防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种超薄涂层防腐涂料及其制备方法和应用，属于防腐涂料技术领域。一种超薄涂层防腐涂料，以重量份数计，所述防腐涂料包含以下成分：四氢呋喃均聚醚多元醇95‑108份，2,4‑甲苯二异氰酸酯50‑100份，二丁基锡二月桂酸酯0.01‑0.1份，苯甲酰氯0.007‑0.07份，溶剂15‑45份，助剂0.001‑0.01份。该防腐涂料25℃粘度在200cps左右，涂层中夹带的气泡容易脱出，且涂层致密性高，涂覆厚度不超过80μm即可达到优异的防腐效果。
Description
技术领域
本申请涉及一种超薄涂层防腐涂料及其制备方法和应用，属于防腐涂料技术领域。
背景技术
随着世界冶金技术的不断发展，就目前来看，绝大多数的船舶都采用金属外壳，金属外壳不仅有较强的耐磨性、美观性，更重要的是具有强大的抗打击能力，在远洋运输中能够抵抗海浪的冲击。但是金属材质并不是完美无缺的，因其长时间在海洋环境中受到海水温度、含盐度、大气温度、大气湿度的侵蚀，腐蚀程度较严重，腐蚀不仅降低了船舶钢结构的强度，缩短了船舶的使用寿命，同时还会使航行阻力增加，航速降低，影响使用性能。更为严重的是，一旦出现穿孔或开裂，还会导致海损事故的发生，造成惊人的损失。因此，需要在船舶的金属外壳表面涂覆防腐涂层，以阻止海水侵蚀。
目前我国的防腐涂料大都需要达到一定厚度才能确保防腐效果，一般规律是防腐效果与其厚度呈正比关系，如果按照被防护的重要程度涂层厚度大都需要在200μm以上，然而涂层太厚会导致其性能下降，如易开裂、脱落，硬度低等；此外，市面上的防腐涂料大多粘度较高(25℃粘度在500cps以上)，使得涂层中夹带的气泡不易脱出，最终会形成针孔现象，以致影响到防腐效果。
发明内容
为了解决上述问题，提供了一种超薄涂层防腐涂料及其制备方法和应用，涂料25℃粘度在200cps左右，涂层中夹带的气泡容易脱出，且涂层致密性高，涂覆厚度不超过80μm即可达到优异的防腐效果。
本发明的技术方案如下：
一种超薄涂层防腐涂料，以重量份数计，所述防腐涂料包含以下成分：四氢呋喃均聚醚多元醇95-108份，2,4-甲苯二异氰酸酯50-100份，二丁基锡二月桂酸酯0.01-0.1份，苯甲酰氯0.007-0.07份，溶剂15-45份，助剂0.001-0.01份。
优选地，以重量份数计，所述防腐涂料包含以下成分：四氢呋喃均聚醚多元醇98-102份，2,4-甲苯二异氰酸酯70-90份，二丁基锡二月桂酸酯0.03-0.08份，苯甲酰氯0.02-0.06份，溶剂20-30份，助剂0.003-0.008份。
优选地，以重量份数计，所述防腐涂料包含以下成分：四氢呋喃均聚醚多元醇100份，2,4-甲苯二异氰酸酯80份，二丁基锡二月桂酸酯0.05份，苯甲酰氯0.04份，溶剂25份，助剂0.006份。
优选地，所述四氢呋喃均聚醚多元醇的分子量为1300-3600。
优选地，所述四氢呋喃均聚醚多元醇在25℃的黏度为280-320cps，羟值为150-190mgKOH/g。
优选地，所述溶剂选自甲苯和乙酸乙酯中一种或两种。
优选地，所述助剂为消泡剂，所述消泡剂为吐温80。
根据本申请的另一个方面，提供了上述任一所述超薄涂层防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将溶剂投入到反应器中，升温至40-60℃时加入四氢呋喃均聚醚多元醇，搅拌均匀，得到混合物A；
(2)将所述混合物A加热至70-90℃时加入2,4-甲苯二异氰酸酯，升温至130-180℃保持0.8-1.5小时，得到混合物B；
(3)将所述混合物B降温至60-80℃时加入苯甲酰氯、助剂和二丁基锡二月桂酸酯，均匀混合后得到所述超薄涂层防腐涂料。
优选地，还包括将所述超薄涂层防腐涂料降温至60℃以下，并进行称量、装袋的步骤。
根据本申请的又一个方面，提供了上述任一所述超薄涂层防腐涂料或任一所述制备方法制备得到的超薄涂层防腐涂料在金属防腐中的应用。
本申请的有益效果包括但不限于：
1.本申请的超薄涂层防腐涂料，在保证防腐效果的同时能够降低用量，使得致密涂层与基体紧密结合；涂料25℃粘度在200cps左右，涂层中夹带的气泡容易脱出，不易出现针孔现象，确保涂层性能优良。
2.本申请的超薄涂层防腐涂料的制备方法中，四氢呋喃均聚醚多元醇作为分子骨架，2,4-甲苯二异氰酸酯起四氢呋喃均聚醚多元醇的活性封端作用，封端后的四氢呋喃均聚醚多元醇由稳定的端羟基变为极其活泼的异氰酸根基团，在空气中可以自聚合形成较大分子量的高分子防腐材料；其中二丁基锡二月桂酸酯作为催化剂，既可以催化封端反应也可以催化涂料的链增长；由于体系中存在极其活泼的异氰酸根基团，因此会影响到储存稳定性，加入的苯甲酰氯能够起到稳定系统的作用；各步骤逐级进行，确保原料充分反应，提高涂料品质。
3.本申请的超薄涂层防腐涂料，还具有优异的防水性能，将其涂覆在混凝土的表面不仅起到良好的防水作用，而且还可以避免混凝土表面粉化，防止内置钢筋腐蚀膨胀。
4.本申请的超薄涂层防腐涂料，具有封闭效果好、与基体结合力强、涂层硬度高等优点，可以对绝大多数金属及非金属(如水泥、混凝土制品)进行很好的保护和修复，适于推广应用。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用原料或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下述选用四氢呋喃均聚醚多元醇的分子量为1300-3600，在25℃的黏度为280-320cps，羟值为150-190mgKOH/g。
下面结合实施例对本发明的具体技术方案做进一步说明：
实施例1
一种超薄涂层防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将15份甲苯投入到反应器中，升温至40℃时加入95份四氢呋喃均聚醚多元醇，搅拌均匀，得到混合物A；
(2)将所述混合物A加热至70℃时加入50份2,4-甲苯二异氰酸酯，升温至130℃保持1.5小时，得到混合物B；
(3)将所述混合物B降温至60℃时加入0.007份苯甲酰氯、0.001份吐温80和0.01份二丁基锡二月桂酸酯，均匀混合后得到所述超薄涂层防腐涂料。
实施例2
一种超薄涂层防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将20份乙酸乙酯投入到反应器中，升温至45℃时加入98份四氢呋喃均聚醚多元醇，搅拌均匀，得到混合物A；
(2)将所述混合物A加热至75℃时加入70份2,4-甲苯二异氰酸酯，升温至140℃保持1.2小时，得到混合物B；
(3)将所述混合物B降温至65℃时加入0.02份苯甲酰氯、0.003份吐温80和0.03份二丁基锡二月桂酸酯，均匀混合后得到所述超薄涂层防腐涂料。
实施例3
一种超薄涂层防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将25份甲苯和乙酸乙酯的混合物(二者质量比为1:1)投入到反应器中，升温至50℃时加入100份四氢呋喃均聚醚多元醇，搅拌均匀，得到混合物A；
(2)将所述混合物A加热80℃时加入80份2,4-甲苯二异氰酸酯，升温至150℃保持1小时，得到混合物B；
(3)将所述混合物B降温至70℃时加入0.04份苯甲酰氯、0.006份吐温80和0.05份二丁基锡二月桂酸酯，均匀混合后得到所述超薄涂层防腐涂料。
实施例4
一种超薄涂层防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将30份甲苯和乙酸乙酯的混合物(二者质量比为0.8:1)投入到反应器中，升温至55℃时加入102份四氢呋喃均聚醚多元醇，搅拌均匀，得到混合物A；
(2)将所述混合物A加热至85℃时加入90份2,4-甲苯二异氰酸酯，升温至165℃保持0.9小时，得到混合物B；
(3)将所述混合物B降温至75℃时加入0.06份苯甲酰氯、0.008份吐温80和0.08份二丁基锡二月桂酸酯，均匀混合后得到所述超薄涂层防腐涂料。
实施例5
一种超薄涂层防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将45份乙酸乙酯投入到反应器中，升温至60℃时加入108份四氢呋喃均聚醚多元醇，搅拌均匀，得到混合物A；
(2)将所述混合物A加热至90℃时加入100份2,4-甲苯二异氰酸酯，升温至180℃保持0.8小时，得到混合物B；
(3)将所述混合物B降温至80℃时加入0.07份苯甲酰氯、0.01份吐温80和0.1份二丁基锡二月桂酸酯，均匀混合后得到所述超薄涂层防腐涂料。
对比例1
与实施例3的区别在于：将四氢呋喃均聚醚多元醇替换为聚氧化丙烯三醇。
对比例2
与实施例3的区别在于：将2,4-甲苯二异氰酸酯替换为4-甲苯磺酰异氰酸酯。
对比例3
与实施例3的区别在于：将二丁基锡二月桂酸酯替换为三丁基锡基丙烯酸酯。
对比例4
与实施例3的区别在于：将苯甲酰氯替换为间苯甲酰氯。
对比例5
一种超薄涂层防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：将25份甲苯和乙酸乙酯的混合物(二者质量比为1:1)、100份四氢呋喃均聚醚多元醇、80份2,4-甲苯二异氰酸酯、0.04份苯甲酰氯、0.006份吐温80和0.05份二丁基锡二月桂酸酯在70℃下搅拌均匀，得到所述超薄涂层防腐涂料。
试验例
将10块10cm×10cm船舶钢板表面喷砂处理后，将实施例1-5和对比例1-5的防腐涂料分别喷涂于10块钢板上，形成厚度为78μm涂层，将涂层干燥8小时，常温固化7天以后，进行性能测试，结果见表1。
表1
由表1测试结果可得，在防腐性能方面(耐碱性、耐酸性、耐盐水性)，本发明制备的防腐涂料具有优异的防腐蚀效果；从对比例1-4可以看出，未添加四氢呋喃均聚醚多元醇、2,4-甲苯二异氰酸酯、二丁基锡二月桂酸酯或苯甲酰氯中任一种成分，涂料的防腐效果均有或多或少的降低，同时25℃粘度、抗冲击性和附着力变差；从对比例5可以看出，成分的添加顺序以及反应条件和参数对制得的涂料性能具有较大影响，这是由于本申请的制备方法能够确保各成分充分参与反应，进而获得高品质的防腐涂料。
以上所述，仅为本申请的实施例而已，本申请的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本申请的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超薄涂层防腐涂料，其特征在于，以重量份数计，所述防腐涂料由以下成分组成：四氢呋喃均聚醚多元醇95-108份，2,4-甲苯二异氰酸酯50-100份，二丁基锡二月桂酸酯0.01-0.1份，苯甲酰氯0.007-0.07份，溶剂15-45份，助剂0.001-0.01份；
所述超薄涂层防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将溶剂投入到反应器中，升温至40-60℃时加入四氢呋喃均聚醚多元醇，搅拌均匀，得到混合物A；
(2)将所述混合物A加热至70-90℃时加入2,4-甲苯二异氰酸酯，升温至130-180℃保持0.8-1.5小时，得到混合物B；
(3)将所述混合物B降温至60-80℃时加入苯甲酰氯、助剂和二丁基锡二月桂酸酯，均匀混合后得到所述超薄涂层防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的超薄涂层防腐涂料，其特征在于，以重量份数计，所述防腐涂料由以下成分组成：四氢呋喃均聚醚多元醇98-102份，2,4-甲苯二异氰酸酯70-90份，二丁基锡二月桂酸酯0.03-0.08份，苯甲酰氯0.02-0.06份，溶剂20-30份，助剂0.003-0.008份。
3.根据权利要求2所述的超薄涂层防腐涂料，其特征在于，以重量份数计，所述防腐涂料由以下成分组成：四氢呋喃均聚醚多元醇100份，2,4-甲苯二异氰酸酯80份，二丁基锡二月桂酸酯0.05份，苯甲酰氯0.04份，溶剂25份，助剂0.006份。
4.根据权利要求3所述的超薄涂层防腐涂料，其特征在于，所述四氢呋喃均聚醚多元醇的分子量为1300-3600。
5.根据权利要求3所述的超薄涂层防腐涂料，其特征在于，所述四氢呋喃均聚醚多元醇在25℃的黏度为280-320cps，羟值为150-190mgKOH/g。
6.根据权利要求3所述的超薄涂层防腐涂料，其特征在于，所述溶剂选自甲苯和乙酸乙酯中一种或两种。
7.根据权利要求3所述的超薄涂层防腐涂料，其特征在于，所述助剂为消泡剂，所述消泡剂为吐温80。
8.权利要求1-7任一项所述超薄涂层防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将溶剂投入到反应器中，升温至40-60℃时加入四氢呋喃均聚醚多元醇，搅拌均匀，得到混合物A；
(2)将所述混合物A加热至70-90℃时加入2,4-甲苯二异氰酸酯，升温至130-180℃保持0.8-1.5小时，得到混合物B；
(3)将所述混合物B降温至60-80℃时加入苯甲酰氯、助剂和二丁基锡二月桂酸酯，均匀混合后得到所述超薄涂层防腐涂料。
9.根据权利要求8所述的超薄涂层防腐涂料的制备方法，其特征在于，还包括将所述超薄涂层防腐涂料降温至60℃以下，并进行称量、装袋的步骤。
10.权利要求1-7任一项所述超薄涂层防腐涂料或权利要求8-9任一项所述制备方法制备得到的超薄涂层防腐涂料在金属防腐中的应用。
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