防腐保护材料、防腐保护材料的制备方法、防腐保护层及应用技术

本申请涉及船舶防腐保护领域，具体公开了防腐保护材料、防腐保护材料的制备方法、防腐保护层及应用。防腐保护材料包括A组分和R组分，A组分包括多异氰酸酯、含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ，含氟聚醚多元醇I为HOCH2CF2O(CF2CF2O)

【技术实现步骤摘要】
防腐保护材料、防腐保护材料的制备方法、防腐保护层及应用


[0001]本申请涉及船舶防腐保护的领域，更具体地说，它涉及一种防腐保护材料、防腐保护材料的制备方法、防腐保护层及应用。

技术介绍

[0002]海洋生物污损是指由于海洋生物的附着、侵袭而造成水下设施或器具的损害。易受污损的水下设施或器具有船舶、码头、养殖设施等，对于船舶而言，污损所造成的危害是多种多样的，如蛎、贻贝、藤壶、大型海藻在船底附着生长，会增加航行阻力，导致航速降低和燃料消耗的增加，且能破坏船壳，加快船体的腐蚀速度，给海洋生产科研活动造成了严重的危害。
[0003]为了减少海洋生物污损对船舶带来的损害，通常会在船体表面构建防腐涂层，从而实现对船体的有效保护。聚脲是一种由异氰酸酯与氨基化合物反应生成的弹性体物质，具有轻质、强度高、应变依赖性强、成本低、施工工艺简单方便等特点，可灵活喷涂在立面、斜面、垂直面或者任意曲面上，喷涂后可快速固化达到较高的强度，因此被广泛用作船体防腐保护材料。
[0004]但是，随着航海事业的不断发展，对船舶保护的要求也日益提高，特别是在远洋航行或恶劣环境下航行时，已有的涂层结构已经不能很好地满足船体保护的需要，主要体现在防腐保护涂层结构的耐腐蚀性能不佳，强度、硬度等力学性能较弱，长时间航行后会出现部分涂层脱落、开裂等问题，从而导致船体防腐保护层的功能性失效。

技术实现思路

[0005]为了提高防腐保护涂层的耐腐蚀性能及力学性能，减少长时间航行后部分涂层的脱落、开裂现象，本申请提供一种防腐保护材料、防腐保护材料的制备方法、防腐保护层及应用。
[0006]第一方面，本申请提供一种防腐保护材料，采用如下的技术方案：一种防腐保护材料，包括A组分和R组分；所述A组分包括以下原料：多异氰酸酯、含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ；所述含氟聚醚多元醇I为HOCH2CF2O(CF2CF2O)
p
(CF2O)
q
CF2CH2OH，p:q＝0.6～1.2，Mn＝2000～4000；所述含氟聚醚多元醇Ⅱ为Mn＝200～1400，R选自
‑
CF3、
‑
CF2CF3、
ꢀ‑
CF2CF2CF3和
‑
CF2CF2CF2CF3中的任意一种；所述R组分包括以下原料：端氨基聚醚、胺扩链剂和填料。
[0007]通过采用上述技术方案，采用含氟聚醚多元醇与多异氰酸酯反应，向聚脲体系中
引入了氟元素，利用氟元素的优良特性，明显提高了聚脲材料的耐腐蚀、耐热、自清洁等性能，同时还进一步提高了聚脲材料的硬度、强度等力学性能。
[0008]本申请采用的含氟聚醚多元醇I为主链含氟聚醚多元醇，含氟聚醚多元醇Ⅱ为侧链含氟聚醚多元醇，从理论上讲，由主链含氟聚醚多元醇制备所得的聚脲材料具有更好的耐腐蚀性和力学强度。但是，专利技术人在实际生产时发现，当复配使用主链含氟聚醚多元醇和侧链含氟聚醚多元醇时，最终所得的聚脲材料具有更优异的性能，主要体现在与基材的附着力、成型后的硬度和耐腐蚀性能上。进一步的，本申请的技术方案中，含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ的分子量存在大小差异，在最终的聚脲体系中，长分子链的主链含氟聚醚多元醇I可为体系提供较好的伸长强度，而短分子链的侧链含氟聚醚多元醇Ⅱ可提高体系的强度和硬度，二者交错排布，互补配合，进一步提高了聚脲材料的各项性能。
[0009]在本申请技术方案的研发过程中，专利技术人还尝试过仅使用含氟聚醚多元醇I，或仅使用含氟聚醚多元醇Ⅱ，或复配使用分子量相当的含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ，最终所得产品的力学性能和耐腐蚀性能均明显低于本申请。
[0010]优选的，所述含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ的重量比为(1～3):1。例如1:1、 1.5:1、2:1、2.5:1、3:1。
[0011]进一步优选的，所述含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ的重量比为(1.5～2.5):1。
[0012]通过对含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ重量比的优化，进一步提高了所得聚脲材料的各项性能，经检测表明，当含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ的重量比为 (1.5～2.5):1时，所得产品的性能最好。
[0013]优选的，所述多异氰酸酯包括脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯和芳香族多异氰酸酯中的至少一种。
[0014]进一步优选的，所述脂肪族多异氰酸酯包括HDI、XDI中的至少一种；所述脂环族多异氰酸酯包括IPDI、HMDI和HTDI中的至少一种；芳香族多异氰酸酯包括TDI、NDI和MDI中的至少一种。
[0015]优选的，所述端氨基聚醚包括二官能度端氨基聚醚和三官能度端氨基聚醚中的至少一种。
[0016]进一步优选的，所述二官能度端氨基聚醚包括聚醚胺D
‑
2000和聚醚胺D
‑
400中的至少一种；所述三官能度端氨基聚醚包括聚醚胺T
‑
403。
[0017]优选的，所述填料包括氟元素含量为20～40％的氟化石墨烯。
[0018]通过采用上述技术方案，加入的氟化石墨烯与聚脲涂层体系相互结合，使复合涂层中交叠分布产生迷宫效应，起到优异的物理屏蔽作用，充分阻断和延长腐蚀介质的扩散路径，提高聚脲涂层的耐腐蚀性能，进而有效保证了聚脲涂层与基材的附着性等力学性能。通过在石墨烯中引入氟原子，明显增强了其力学性能和抗腐蚀性能，进而提高了最终所得聚脲材料的综合性能。进一步的，在实现本申请的过程中，专利技术人对氟化石墨烯内氟元素的含量进行选择，发现当氟化石墨烯的氟元素含量为20～40％时，所得聚脲材料的性能较优。
[0019]进一步优选的，所述填料包括氟元素含量为20～40％的氟化石墨烯，还包括氧化石墨烯、纳米二氧化钛、纳米氧化锌和超细氧化亚铜中的至少一种。
[0020]优选的，所述R组分还可以包括本领域所使用的常规助剂，例如催化剂和偶联剂
等，但此处并不作为对本申请技术方案的限制。
[0021]进一步优选的，所述催化剂包括异辛酸铋、异辛酸锌、三乙烯二胺、硼酸四丁酯和辛酸亚锡中的至少一种。
[0022]进一步优选的，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、硼酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和磷酸酯偶联剂中的至少一种。
[0023]第二方面，本申请提供一种防腐保护材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种防腐保护材料的制备方法，包括如下步骤：A组分的制备：将含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ混合脱水后，控制温度在60℃以下，加入多异氰酸酯，升温至80～90℃，保温反应2～3h，反应结束后降温出料，得到A 组分；其中，“控制温度在60℃以下”可以是40℃，可以是50℃，可以是55℃，还可以是60℃；“升温至80～90℃”可以是80℃，可以是85℃，还可以是90℃；“保温反应2～3h”可以是2h，可以是2.5h，还可以是3h。
[0024]R组分的制备：将端氨基聚醚和胺扩链剂混合均匀，加入填料后继续混合，得到R组分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防腐保护材料，其特征在于，包括A组分和R组分；所述A组分包括以下原料：多异氰酸酯、含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ；所述含氟聚醚多元醇I为HOCH2CF2O(CF2CF2O)
p
(CF2O)
q
CF2CH2OH，p:q＝0.6～1.2，Mn＝2000～4000；所述含氟聚醚多元醇Ⅱ为Mn＝200～1400，R选自
‑
CF3、
‑
CF2CF3、
‑
CF2CF2CF3和
‑
CF2CF2CF2CF3中的任意一种；所述R组分包括以下原料：端氨基聚醚、胺扩链剂和填料。2.根据权利要求1所述的防腐保护材料，其特征在于，所述含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ的重量比为(1～3):1。3.根据权利要求1或2所述的防腐保护材料，其特征在于，所述含氟聚醚多元醇I和含氟聚醚多元醇Ⅱ的重量比为(1.5～2.5):1。4.根据权利要求1所述的防腐保护材料，其特征在于，所述多异氰酸酯包括脂肪族多异氰酸酯、脂环族多异氰酸酯和芳香族多异氰酸酯中的至少一种。5.根据权利要求4所述的防腐保护材料，其特征在于，所述脂肪族多异氰酸酯包括HDI、XDI中的至少一种；所述脂环族多异氰酸酯包括IPDI、HMDI和HTDI中的至少一种；芳香族多异氰酸酯包括TDI、NDI和MDI中的至少一种。6.根据权利要求1所述的防腐保护材料，其特征在于，所述端氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗永，王亦晨，
申请(专利权)人：南京佳乐船舶设备有限公司，
类型：发明
国别省市：