无溶剂海洋重防腐防污涂层材料及其制备方法与流程

本发明涉及新材料，尤其涉及一种无溶剂海洋重防腐防污涂层材料及其制备方法。

背景技术：

1、海洋钢结构由于长期处在高湿高盐和高冲击的腐蚀环境下，因此其表面通常需要采取重防腐措施，以降低海洋钢结构的腐蚀速度，而随着环保要求的提高，无溶剂型的重防腐涂层材料成为目前研究的重点。

2、目前海洋重防腐涂层材料中 通常会采用鳞片型的颜填料，这些鳞片型颜填料不仅能够改善涂层表面的细小裂缝，阻挡水气侵蚀，而且可以改善漆膜外观性能和力学性能。但是这些鳞片状的颜填料虽然会通过填充效应和形成的层状壁障结构降低收缩应力以及减少收缩产生的收缩缝隙，但是沿厚度方向的收缩缝隙仍然难以避免，而这些厚度方向的收缩缝隙一旦有水气侵入，则会给防污涂层带来严重的侵蚀和损害。

3、因此，如何优化无溶剂型海洋重防腐涂层材料的配方，从而尽可能降低涂层材料的吸水率成为目前亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种无溶剂海洋重防腐防污涂层材料以及其制备方法，旨在进一步降低涂层材料的吸水率。

2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，包括：a组分和b组分，其中，a组分按重量份数计算包括：成膜树脂20-40份、气凝胶粉末0.01-0.02份、分散剂1-2份、鳞片填料20-40份和助剂1-3份；b组分按重量份数计算包括：固化剂20-40份、稀释剂1-3份和螯合剂1-3份，其中所述气凝胶粉末为丝素蛋白气凝胶粉末，气凝胶粉末的平均粒径为1-2μm。

3、在一些实施方式中，气凝胶粉末的制备方法包括：配置丝素蛋白分散液，冷冻后干燥破碎，得到气凝胶粉末。

4、在一些实施方式中，配置丝素蛋白分散液的方法包括，将丝素蛋白投加至去离子水中，配置质量浓度为8-10mg/ml的分散液，然后超声搅拌处理2h，超声功率为500w，得到丝素蛋白分散液。

5、在一些实施方式中，在干燥处理后，在破碎处理之前，还包括，对丝素蛋白气凝胶进行防腐化处理，所述防腐化处理方法包括，将干燥后所得丝素蛋白气凝胶在二甲基二甲氧基硅烷蒸汽和水蒸气氛围中在60℃下沉积处理4h，然后60℃干燥处理12h，得到防腐处理的丝素蛋白气凝胶。

6、在一些实施方式中，防腐化处理后，每1重量份丝素蛋白气凝胶表面沉积有0.1-0.2重量份的二甲基二甲氧基硅烷。

7、在一些实施方式中，a组分还包括0.1-2重量份的纳米石墨烯，所述纳米石墨烯的平均粒径为50-100nm。

8、在一些实施方式中，成膜树脂为双酚a型环氧树脂，和/或

9、所述分散剂为byk9076，和/或

10、所述鳞片填料为云母氧化铁和磷铁粉中的至少一种，和/或

11、所述助剂包括润湿剂、流平剂和消泡剂中的至少一种。

12、上述实施方式集中，润湿剂为byk-538n，所述流平剂为byk-306，所述消泡剂为byk-141。

13、在一些实施方式中，所述固化剂为腰果壳油改性酚醛胺，和/或

14、所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯甲醇、苯乙醇和腰果壳油多元醇中的至少一种，和/或

15、所述螯合剂为有机亚磷酸酯。

16、在一些实施方式中，所述a组分与b组分的重量比为1:1。

17、另一方面，本发明还提供一种无溶剂海洋重防腐防污涂层材料的制备方法，包括如下步骤：将a组分中各原料混合均匀，形成a组分；将b组分中各原料混合均匀，形成b组分；将a组分与b组分混合均匀，固化后形成无溶剂海洋重防腐防污涂层材料。

18、在上述实施方式，当原料中还包括纳米石墨烯时，所述a组分的制备过程包括：首先将气凝胶粉末与纳米石墨烯粉末混合，然后在混合分散过程中，用超声处理30min，得到预混合的气凝胶粉末，然后将a组分剩余原料与预混合的气凝胶粉末混合均匀，形成a组分。

19、第三方面，本发明还提供一种上述无溶剂海洋重防腐防污涂层材料在海洋防腐涂层或工业防腐涂层中的应用。

20、本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

21、（1）本发明采用丝素蛋白气凝胶粉末作为功能性填料，用于对抗鳞片填料层间的树脂在固化收缩时产生的内应力，从而降低沿厚度方向的收缩缝隙的产生概率，同时分散的丝素蛋白气凝胶粉末可以在涂层内形成立体的阻水网络，可以进一步降低涂层的吸水率。

22、（2）其次，由于采用的丝素蛋白气凝胶粉末的表面具有不同的氨基酸残基以及不同长度的侧链，因此其可以提供较强的自由度，在一定程度上能够增加漆膜的柔韧性和耐久性。

23、（3）同时丝素蛋白具有良好的润湿性，针对带水带锈等待处理基材表面，均可以表现出高附着力。

技术特征：

1.一种无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，其特征在于，包括：a组分和b组分，其中，a组分按重量份数计算包括：成膜树脂20-40份、气凝胶粉末0.01-0.02份、分散剂1-2份、鳞片填料20-40份和助剂1-3份；b组分按重量份数计算包括：固化剂20-40份、稀释剂1-3份和螯合剂1-3份，其中所述气凝胶粉末为丝素蛋白气凝胶粉末，气凝胶粉末的平均粒径为1-2μm。

2.如权利要求1所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，其特征在于，所述气凝胶粉末的制备方法包括：将丝素蛋白投加至去离子水中，配制质量浓度为8-10mg/ml的分散液，然后超声搅拌处理2h，超声功率为500w，得到丝素蛋白分散液，将丝素蛋白分散液冷冻后干燥破碎，得到气凝胶粉末。

3.如权利要求2所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，其特征在于，在干燥处理后，在破碎处理之前，还包括，对丝素蛋白气凝胶进行防腐化处理，所述防腐化处理方法包括，将干燥后所得丝素蛋白气凝胶在二甲基二甲氧基硅烷蒸汽和水蒸气氛围中在60℃下沉积处理4h，然后60℃干燥处理12h，得到防腐处理的丝素蛋白气凝胶。

4.如权利要求3所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，其特征在于，所述防腐化处理后，每1重量份丝素蛋白气凝胶表面沉积有0.1-0.2重量份的二甲基二甲氧基硅烷。

5.如权利要求1所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，其特征在于，所述a组分还包括0.1-2重量份的纳米石墨烯，所述纳米石墨烯的平均粒径为50-100nm。

6.如权利要求1所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，其特征在于，所述成膜树脂为双酚a型环氧树脂，所述分散剂为byk9076，所述鳞片填料为云母氧化铁和磷铁粉中的至少一种，所述助剂包括润湿剂、流平剂和消泡剂中的至少一种。

7.如权利要求1所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，其特征在于，所述固化剂为腰果壳油改性酚醛胺，所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯、苯甲醇、苯乙醇和腰果壳油多元醇中的至少一种，所述螯合剂为有机亚磷酸酯。

8.如权利要求1所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料，其特征在于，所述a组分与b组分的重量比为1:1。

9.如权利要求1-8中任一所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将a组分中各原料混合均匀，形成a组分；将b组分中各原料混合均匀，形成b组分；将a组分与b组分混合均匀，固化后形成无溶剂海洋重防腐防污涂层材料。

10.如权利要求1-8中任一所述的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料或权利要求9所述的制备方法制备得到的无溶剂海洋重防腐防污涂层材料在海洋防腐涂层或工业防腐涂层中的应用。

技术总结本发明提出了一种无溶剂海洋重防腐防污涂层材料及其制备方法，该涂层材料采用双组份固化型涂层，其中A组分按重量份数包括：成膜树脂20‑40份、气凝胶粉末0.01‑0.02份、分散剂1‑2份、鳞片填料20‑40份和助剂1‑3份；B组分按重量份数计算包括：固化剂20‑40份、稀释剂1‑3份和螯合剂1‑3份，其中所述气凝胶粉末为丝素蛋白气凝胶粉末，气凝胶粉末的平均粒径为1‑2μm。本发明的防污涂层在A组分中加入少量的气凝胶粉末后，大幅度提升了涂层的耐水性和耐候性，且水汽透过率明显下降，具有良好的应用前景。技术研发人员：李少香,王岩,刘猛,李光俊,刘鲁青,刘来运受保护的技术使用者：山东孚日宣威新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29