[發(fā)明專利]船舶內(nèi)艙用環(huán)保型水性防護(hù)裝飾涂料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210014745.4
• 申請(qǐng)日: 2012-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN102603991A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯佩民;徐元浩;于杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海洋化工研究院
• 主分類號(hào): C08F283/01
• 分類號(hào): C08F283/01;C08G63/20;C09D151/08;C09D7/12
• 代理公司: 北京金富邦專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11014
• 代理人: 揭玉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)保型水性防護(hù)裝飾涂料配方及制備工藝。首先合成了VOC含量低、穩(wěn)定性好、干燥快的丙烯酸改性醇酸乳液，再以此乳液為基料與顏料、助劑混合，經(jīng)研磨、分散等工序加工成涂料。該涂料VOC含量低，不含苯系物，無毒、不燃，對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)施工人員身體健康無害，可采用刷涂、噴涂、浸涂等多種方法施工，干燥快，使用安全方便。漆膜機(jī)械強(qiáng)度高，附著力強(qiáng)，裝飾性好，主要用于船舶內(nèi)艙鋼板和軟包覆表面作為防護(hù)和裝飾涂層。也可用于交通工具、橋梁、貯罐、管道、機(jī)械設(shè)備等設(shè)施件鋼鐵材料的防護(hù)與裝飾。

背景技術(shù)

船舶制造中大量使用內(nèi)艙漆，用于內(nèi)艙鋼板和軟包覆表面的裝飾和防護(hù)。由于內(nèi)艙空間狹小、涂裝操作不便、通風(fēng)不暢，內(nèi)艙漆施工中存在易于產(chǎn)生火災(zāi)、中毒等事故的隱患。目前造船業(yè)中應(yīng)用最多的內(nèi)艙漆是溶劑型醇酸漆。由于溶劑型醇酸漆含有約50％的有機(jī)溶劑，存在施工時(shí)產(chǎn)生火災(zāi)危險(xiǎn)和污染內(nèi)艙環(huán)境的問題。特別是絕緣層軟包覆施工中，包覆布和絕緣隔熱材料均為多孔材料，對(duì)油漆吸收量較大、且易于將有機(jī)溶劑封閉在多孔基材內(nèi)部，造成艙室內(nèi)長期存在油漆氣味，對(duì)在艙室內(nèi)工作和生活的人員的身體健康也十分有害。因此國內(nèi)各大船舶制造廠對(duì)于環(huán)保型水性內(nèi)艙漆都有很迫切的需要。研究開發(fā)環(huán)保型水性內(nèi)艙漆以消除內(nèi)艙漆施工中火災(zāi)和中毒事故隱患、改善內(nèi)艙室居住環(huán)境，都具有重要意義。

傳統(tǒng)的涂料多為溶劑型，其中含有大量的有機(jī)溶劑，使用時(shí)還常需加入有機(jī)溶劑稀釋，這些溶劑在施工和漆膜干燥過程中揮發(fā)到大氣中，對(duì)人身健康有害且污染環(huán)境，還有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。隨著世界各國環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，開發(fā)環(huán)境友好型涂料以替代溶劑型涂料是大勢(shì)所趨料。溶劑型醇酸漆以其優(yōu)良的綜合性能，在傳統(tǒng)涂料領(lǐng)域一直占有相當(dāng)?shù)谋戎亍ｋS著人們環(huán)保意識(shí)的提高及環(huán)保法規(guī)的健全，開發(fā)能夠替代溶劑型醇酸漆的水性醇酸漆一直是涂料行業(yè)的努力方向。這其中經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：

第一階段是用乳化劑將溶劑型醇酸樹脂乳化。這一方法由于外加乳化劑的影響，存在涂料穩(wěn)定性不好、漆膜耐水性、裝飾性差等諸多弊端。

第二階段是將親水性基團(tuán)如聚醚鏈段、羧基等引入醇酸樹脂分子中，在助溶劑幫助下分散于堿性水溶液中形成水稀釋性醇酸。現(xiàn)有的水性醇酸漆大多是以這類樹脂為基料。該方法存在乳液粘度高、漆膜耐水性差、有機(jī)溶劑含量高等缺點(diǎn)。

90年代以后，人們開始致力于新一代水性醇酸樹脂的研制，即核-殼結(jié)構(gòu)、自乳化的乳液。該乳液由于不含外加乳化劑，克服了外加乳化劑所導(dǎo)致的缺點(diǎn)；又因其乳膠粒為核-殼結(jié)構(gòu)，樹脂的整體酸值較低且不需外加助溶劑，克服了第二代醇酸所固有的一些缺點(diǎn)。加之該乳液為微乳液(平均粒徑可小到50-100nm)，可以制備高光澤、高裝飾性的面漆。例如，奧地利維諾華公司開發(fā)出水性丙烯酸改性醇酸面漆(AT9400711)，它是分別以不飽和脂肪酸與丙烯酸混合單體如甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、其它(甲基)丙烯酸(酯)或乙烯基單體經(jīng)自由基聚合得共聚物A，以不飽和脂肪酸、多元醇、二元酸、(多元)環(huán)狀酸經(jīng)酯化得聚合物B，再使兩者反應(yīng)得到酸值為25-70的丙烯酸改性醇酸樹脂，其酸值的80％來源于共聚物A中的甲基丙烯酸。將該樹脂用堿中和、加水?dāng)嚢杓纯勺匀榛玫奖┧岣男源妓崛橐骸Ｒ栽撊橐簽榛峡梢灾苽浔┧岣男源妓嵬苛希糜诟鞣N金屬表面的防護(hù)與裝飾。美國專利US4996250用甲基丙烯酸和其它乙烯基或/和(甲基)丙烯酸酯類單體和干性脂肪酸進(jìn)行自由基共聚，合成酸值在25～70的醇酸樹脂，其中至少80％的酸值來自于甲基丙烯酸，用堿部分或者全部中和后形成水稀釋型醇酸樹脂。用這種醇酸樹脂和馬來化油或者馬來化脂肪酸進(jìn)行混和，再加入一種由(甲基)丙烯酸酯或者丁二烯與苯乙烯的共聚物組成的聚合物乳液。合成了一種能滿足多種要求的新型水性樹脂。美國專利US6489398用甲基丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯-乙烯基單體和不飽和脂肪酸接枝共聚，然后再和多元醇反應(yīng)生成酸值為25-70的共聚物，其中80％的羧基來源于甲基丙烯酸。用氨中和羧基，得到水溶性醇酸樹脂。該樹脂較之一般的丙烯酸，自干型醇酸樹脂，具有儲(chǔ)存時(shí)間和自干性能多不亞于一般的醇酸樹脂。美國專利US0152830將丙烯酸單體通過游離基聚合接枝到不飽和脂肪酸上，形成丙烯酸接枝脂肪酸，然后與端羥基的醇酸反應(yīng)，而形成一種縮合型的丙烯酸改性醇酸聚合物。這種聚合物的丙烯酸部分的羧基會(huì)與胺中和，使殼部分具有親水性，而醇酸部分仍然保持憎水性。生成的鹽可使聚合物分散于水。這種聚合物的核-殼結(jié)構(gòu)中，容易發(fā)生水解的醇酸作為核，水相中的丙烯酸(抗水解)作為殼，以期獲得更好的水解穩(wěn)定性。這種新型樹脂制備的涂料在加熱貯存數(shù)周后，各項(xiàng)性能均沒有下降。