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一种船舶防锈漆及其制备方法

  • 专  利  号:201410495206.6
  • 申请日期:2014-9-25
  • 授权日期:2017-2-8
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技术领域 


[0001] 

本发明属于金属保护涂层技术领域,具体涉及一种船舶防锈漆及其制备方法。 


背景技术 

 

[0002] 

在日常生产和生活中,我们大量使用各种金属及合金制品。金属制件在储存、运输 

及使用过程中,常常会发生腐蚀,给人们造成极大的损失,因此金属的腐蚀及防腐亦成为人 

们关注的一个焦点。金属腐蚀所造成的损失,不仅使金属材料本身在其外形、色泽以及机械 

性能方面受到破坏,更主要的是使其制品的质量等级下降、精度和灵敏度受损。因金属腐蚀 

而造成的损失是很惊人的。据国外统计报道,世界上每年生产的钢铁中约有三分之一因腐 

蚀而报废。

及使用过程中,常常会发生腐蚀,给人们造成极大的损失,因此金属的腐蚀及防腐亦成为人 

们关注的一个焦点。金属腐蚀所造成的损失,不仅使金属材料本身在其外形、色泽以及机械 

性能方面受到破坏,更主要的是使其制品的质量等级下降、精度和灵敏度受损。因金属腐蚀 

而造成的损失是很惊人的。据国外统计报道,世界上每年生产的钢铁中约有三分之一因腐 

蚀而报废。 


[0003] 

要有效地抑制金属的锈蚀,防止金属直接与氧气和水蒸气接触,是十分重要的。除

少数金属例如铝,氧化时会在其表面生成致密的保护层,防止氧气进一步与金属件的内部 

接触从而有效地保护金属件不进一步锈蚀外,通常金属锈蚀的产一般均为疏松结构的物 

质,不能切断大气中的氧气及水蒸气与属的接触,因此锈蚀过程会从外而内,导致整个金属 

件的锈蚀,后失去使用功能。为了延缓金属锈蚀的速度,减少金属锈蚀带来的损失,人们常 

常通过上漆或者电镀之类的涂层,使金属制件使用过程中,其表面和大气中的氧气、水蒸气 

等物质分隔开,而使金属得到有效的保护;在金属制品及金属零部件的储存、运输,常常 

采用涂覆油脂的方法,对金属表面予以保护,避免在储存、运输过程中其表面直接与空气中 

的氧气、水蒸气等物质接触,达到防锈的目的。 


[0004] 

船舶由于其长期在水体中运行,船体浸入在水中,尤其是海水。海水是一种非常复

杂的多组分水溶液,海水中溶解有各种盐分,已被发现海水化学物质及元素有92种,各种 

矿物质会大大降低普通油漆的防护效果。此外,海水中存在各种浮游生物、藻类生物以及微 

生物,这些生物会附着船体上,腐蚀船体。目前船体普遍使用的是市售的油漆,这些油漆涂 

覆在船体上,使用时间短,不能有效的保护船体不受海水的侵蚀。船舶防锈漆对船舶的养护 

至关重要,同时又由于船舶的工作环境区别于陆地设备运转环境,所以在船舶防锈漆的性 

能要求等方面也有诸多不同。船舶运转周期较长,又全天候的工作在有水的环境中,因此船 

舶防锈剂需要较高的防水性,同时具备杀菌性,减少生物的腐蚀。专利201410148611.0 

公开了船舶防锈涂料,其主要配方中含有甲苯二异氰酸酯、重铬酸钾等有毒物质,不仅危害 

生产工人的安全,也存在极大的安全隐患,污染水体环境。专利201210544773.7公开了一 

种船舶防锈方法,通过对船舶表面进行二次表面处理然后涂装处理,其处理工艺要求高,操 

作复杂。 

 

发明内容 


[0005]

本发明的目的是要提供一种船舶防锈漆及其制备方法,防锈漆在船体金属表面形 

成的吸附膜比较牢固,在水中不容易脱落,有效的抗拒着介质中的水分子、氧及其他腐蚀性 

物质的侵入,具有防锈、去污性能。 

[0006] 

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:

一种船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液8~12份,聚氨酯乳 

 16~25份,葡萄糖酸钠  2~6份,聚环氧琥珀酸  0.8~2.4份,成膜助剂  3~8份,消泡剂 

0.5~1.8份,水 20~45份。 


[0007]还包括氨基酸 6~10份。 

[0008]还包括柠檬酸钠或者乙二胺四乙酸二钠 2~5份。 

[0009]所述消泡剂为聚丙二醇。

[0010]所述成膜助剂为乙二醇醚类、丙二醇醚类或者N-甲基吡咯烷酮。

[0011]所述氨基酸为谷氨酸、脯氨酸或者天冬氨酸中的至少一种。

[0012]所述乙二醇醚类成膜助剂为乙氧基乙醇或者乙二醇;所述丙二醇醚类为异丙醚或

者叔丁醚。


[0013]所述的船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数优选如下:苯丙乳液10~12份,聚氨 

酯乳液 20~24份,葡萄糖酸钠 3~5份,聚环氧琥珀酸  1.6~2.0份,成膜助剂 5~7份,消泡剂 

1~1.2份,氨基酸 8份,柠檬酸钠或者EDTA二钠    4份水  30~40份。 


[0014] 所述的船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数优选如下:苯丙乳液10份,聚氨酯 

乳液 22份,葡萄糖酸钠 4份,聚环氧琥珀酸 1.8份,成膜助剂  6份,消泡剂 1份,氨基酸  8 

份,柠檬酸钠 4份,水 36份。 


[0015]

所述船舶防锈漆的制备方法,包括如下步骤: 

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠、氨基酸和成膜助剂混合,在120~160℃下加热 

2~4h,冷却至80℃,得混合物; 

2)将聚环氧琥珀酸、柠檬酸钠或者乙二胺四乙酸二钠与水混合,加热1~3h,加入到步骤 

1)得到的混合物中,维持80℃,搅拌1~3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷 

却至室温,分装即可。


[0016] 

本发明配方中以苯丙乳液和聚氨酯乳液混合作为主要成分,二者的相容性好,是 

一种水基无毒无害涂料,在配方中还添加了葡萄糖酸钠和氨基酸,葡萄糖酸钠中的羟基与 

氨基酸的羧基、氨基酸的羧基与氨基酸的氨基之间会发生聚合反应,生成酯或者聚氨基酸,

形成大分子聚合物,对离子有较强的螯合作用,特别Mg,具有缓蚀与阻垢的双重功效。


[0017] 

海水的Cl含量比自来水大出  7000多倍,可推测海水对金属的腐蚀性远远大于淡 

水,海水的硬度是普通自来水的20多倍,本发明提供的船舶防锈漆刷涂在船体表面,可以 

有效地抑制和分散海水中各种盐离子在船体表面上的聚集、沉积,可以有效控制腐蚀和锈 

蚀的发生,也可以有效防止细菌繁殖而引起的垢下腐蚀。


[0018]

 选用乙二醇醚类、丙二醇醚类或者N-甲基吡咯烷酮为成膜助剂,可以有效的促进 

各组分的相容性,提供界面附着力,进而提高整个涂层体系在船体上的附着强度。本发明中 

加入的葡萄糖酸钠、聚环氧琥珀酸以及氨基酸,这些组分的羧基与海水中的各种离子,相互 

吸附,形成的膜层较厚,防锈性能好。


[0019]

 本发明配方中各组分相互作用,分子中的羟基能与另一分子的羟基或羧基形成有 

较强作用力的氢键,以及分子间的偶极-偶极作用力和范得华力相互作用形成的分子间的 

吸附,使涂料在船体的表面形成的膜变得厚且牢固,有效阻止海水的腐蚀。 


[0020]

氨基酸分子中含有氧和氮,它们分子中的极性基团有-COOH、-OH、—NH等,与

金属离子,水有亲和力。其他组分中的非极性基团,具有亲油憎水的能力。各组分混合配制 

成防锈漆,涂刷后浸入海水环境中时,涂层阻止了铁、水膜和杂质组成腐蚀电池,从而阻止 

电荷的转移而达到抑制铁腐蚀的目的。本发明配方分子中极性基团强,在船体金属表面形 

成的吸附膜比较牢固,在水中不容易脱落,有效的抗拒着介质中的水分子、氧及其他腐蚀性 

物质的侵入,具有防锈、去污性能。

[0021]

 有益效果:本发明提供的船舶防锈漆,各组分相互作用,制备得到的防锈漆具有 

高耐水性、高硬度、漆膜丰满度好、耐海水腐蚀,并且生物可降解性强,所用组分安全无毒, 

即使融入海水中也不会对水体造成严重污染,具有广泛的应用前景。

 

具体实施方式 


[0022]实施例1 

一种船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液8份,聚氨酯乳液  16份,葡 

萄糖酸钠 2份,聚环氧琥珀酸 0.8份,乙氧基乙醇  3份,聚丙二醇 0.5份,水  20份。 


[0023] 

制备方法,包括如下步骤: 

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠和成膜助剂混合,在140℃下加热3  h,冷却至 

80℃,得混合物; 

2)将聚环氧琥珀酸与水混合,加热3 h,加入到步骤1)得到的混合物中,维持80℃,搅 

 3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷却至室温,分装即可。 


[0024] 

实施例2 

一种船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液12份,聚氨酯乳液25份,葡 

萄糖酸钠6份,聚环氧琥珀酸2.4份,乙氧基乙醇8份,聚丙二醇1.8份,水45份。


[0025] 制备方法,包括如下步骤: 

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠和成膜助剂混合,在140℃下加热3  h,冷却至 

80℃,得混合物; 

2)将聚环氧琥珀酸与水混合,加热3 h,加入到步骤1)得到的混合物中,维持80℃,搅 

 3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷却至室温,分装即可。


[0026] 

实施例3 

一种船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液10份,聚氨酯乳液   20份,

葡萄糖酸钠 3份,聚环氧琥珀酸 1.5份,叔丁醚6份,聚丙二醇   0.8份,谷氨酸 8份,水

份。 


[0027] 

制备方法,包括如下步骤:

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠、氨基酸和成膜助剂混合,在140℃下加热3 h 

冷却至80℃,得混合物; 

2)将聚环氧琥珀酸与水混合,加热3 h,加入到步骤1)得到的混合物中,维持80℃,搅 

 3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷却至室温,分装即可。 


[0028] 

实施例4 

一种船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液11份,聚氨酯乳液   20份, 

葡萄糖酸钠 4份,聚环氧琥珀酸 1.8份,异丙醚  5份,聚丙二醇 1.5份,天冬氨酸  9份,乙 

二胺四乙酸二钠 4份,水 30份。 

 

[0029] 

制备方法,包括如下步骤:

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠、氨基酸和成膜助剂混合,在140℃下加热3 h 

冷却至80℃,得混合物;  

2)将聚环氧琥珀酸、乙二胺四乙酸二钠与水混合,加热3 h,加入到步骤1)得到的混合 

物中,维持80℃,搅拌 3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷却至室温,分装即 

可。 


[0030] 

实施例5 

一种船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液12份,聚氨酯乳液24份,葡 

萄糖酸钠 5份,聚环氧琥珀酸2.0份,乙二醇7份,聚丙二醇1.2份,脯氨酸    8份,乙二胺四 

乙酸二钠 4份,水 35份。


[0031] 

制备方法,包括如下步骤: 

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠、氨基酸和成膜助剂混合,在140℃下加热3 h 

冷却至80℃,得混合物; 

2)将聚环氧琥珀酸、乙二胺四乙酸二钠与水混合,加热3 h,加入到步骤1)得到的混合 

物中,维持80℃,搅拌 3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷却至室温,分装即 

可。 


[0032]

实施例6 

一种船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液10份,聚氨酯乳液   20份, 

葡萄糖酸钠 3份,聚环氧琥珀酸  1.6份,乙氧基乙醇 5份,聚丙二醇  1份,谷氨酸2份,脯 

氨酸6份,柠檬酸钠   4份,水 30份。 


[0033]

制备方法,包括如下步骤:

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠、氨基酸和成膜助剂混合,在140℃下加热3 h 

冷却至80℃,得混合物; 

 

2)将聚环氧琥珀酸、柠檬酸钠与水混合,加热3  h,加入到步骤1)得到的混合物中,维 

80℃,搅拌 3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷却至室温,分装即可。 


[0034] 

实施例7 

一种船舶防锈漆,组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液10份,聚氨酯乳液   22份, 

葡萄糖酸钠 4份,聚环氧琥珀酸 1.8份,异丙醚  6份,聚丙二醇 1份,脯氨酸  3份,天冬氨 

 5份,柠檬酸钠 4份,水  36份。 


[0035]

制备方法,包括如下步骤: 

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠、氨基酸和成膜助剂混合,在140℃下加热3 h 

冷却至80℃,得混合物; 

2)将聚环氧琥珀酸、柠檬酸钠与水混合,加热3  h,加入到步骤1)得到的混合物中,维 

80℃,搅拌 3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷却至室温,分装即可。 


[0036] 

实施例 1~7制备的船舶防锈漆的性能测试,以市售汽车面漆为对照,测试方法如

下:防锈性能测试,采用单片防锈试验方法,试验参照GB6144-55 方法;涂层附着力的测试, 

GB/T 9286-1998标准测试;涂层耐水性测试,按GB/T   1733-1993标准测试;涂层耐盐水 

性测试,按GB  1763-1989标准甲法(常温耐盐水法)测试;涂料储存稳定性试验方法,按GB 

6753.3-1986标准测试。测试结果见表所示。 

从表1中结果可以看出,实施例12的耐水性和耐盐水性没有实施例3~7好,但是由于 

对照试验,并且不锈时间远超过对照试验,说明本发明的防锈漆的防锈效果好,适用于船舶 

的应用,能长期浸在海水中工作。添加氨基酸和柠檬酸钠或者乙二胺四乙酸二钠的实施例 

效果更优,说明添加的组分对其效果有协同促进作用,层附着力有所提高,防锈性,耐水性 

和耐盐水性都大幅度提高。 




权利要求书

1.一种船舶防锈漆,其特征在于组分及各组分的质量分数如下:苯丙乳液8~12份,聚

氨酯乳液 16~25份,葡萄糖酸钠 2~6份,聚环氧琥珀酸  0.8~2.4份,成膜助剂 3~8份,消泡

0.5~1.8份,水 20~45份。

2.根据权利要求1所述的一种船舶防锈漆,其特征在于:还包括氨基酸   6~10份。

3.根据权利要求 2所述的一种船舶防锈漆,其特征在于:还包括柠檬酸钠或者乙二胺

四乙酸二钠 2~5份。

4.根据权利要求1所述的一种船舶防锈漆,其特征在于:所述消泡剂为聚丙二醇。

5.根据权利要求1所述的一种船舶防锈漆,其特征在于:所述成膜助剂为乙二醇醚类、

丙二醇醚类或者N-甲基吡咯烷酮。

6.根据权利要求2所述的一种船舶防锈漆,其特征在于:所述氨基酸为谷氨酸、脯氨酸

或者天冬氨酸中的至少一种。

7.根据权利要求 5所述的一种船舶防锈漆,其特征在于:所述乙二醇醚类成膜助剂为

乙氧基乙醇或者乙二醇;所述丙二醇醚类为异丙醚或者叔丁醚。

8.根据权利要求 3所述的一种船舶防锈漆,其特征在于组分及各组分的质量分数如

下:苯丙乳液10~12份,聚氨酯乳液  20~24份,葡萄糖酸钠  3~5份,聚环氧琥珀酸   1.6~2.0

份,成膜助剂 5~7份,消泡剂  1~1.2份,氨基酸  8份,柠檬酸钠或者EDTA二钠    4 份水

30~40份。

9.根据权利要求 8所述的一种船舶防锈漆,其特征在于组分及各组分的质量分数如

下:苯丙乳液10份,聚氨酯乳液   22份,葡萄糖酸钠 4份,聚环氧琥珀酸  1.8份,成膜助剂

6份,消泡剂 1份,氨基酸  8份,柠檬酸钠 4份,水  36份。

10.权利要求1~9中任意一项所述船舶防锈漆的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

1)将苯丙乳液、聚氨酯乳液、葡萄糖酸钠、氨基酸和成膜助剂混合,在120~160下加热

2~4h,冷却至80,得混合物;

2)将聚环氧琥珀酸、柠檬酸钠或者乙二胺四乙酸二钠与水混合,加热1~3h,加入到步骤

1)得到的混合物中,维持80,搅拌1~3h,成粘稠酯状,最后加入消泡剂加热搅拌均匀,冷

却至室温,分装即可。






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