一种水下施工固化涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于水下防护涂料，具体涉及一种水下施工固化涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、长期处于水下环境的工程装备和各种设施，由于受到水的浸泡侵蚀和其他恶劣条件的影响，导致其使用年限远低于设计年限，产生一定的安全隐患。由于大量水下工程结构都是不可移动的，因此如何提高该类工程装备与设施的耐久性是一个重要课题。

2、水下固化涂料是指可以在水下进行涂装固化的涂料，其基体树脂主要有乙烯树脂、环氧树脂等。然而乙烯树脂体系需要加入溶剂，并且在水中固化不完全，且对环境有污染。因此现有水下涂料大多以环氧树脂为基体树脂。目前，研究者已经开发出一些能够在水下进行涂装固化的水下环氧涂料，但是这些水下环氧涂料还存在以下问题：在水下涂装后，涂层的固化所需时间较长且固化不彻底，无法将涂层与基材表面之间的水排除干净，环境适应性差，形成的涂层韧性差、易起泡、对基材表面附着力差等。因此研制出一种快速固化、高附着力且环境适应性优异的水下施工固化涂料对于各类工程装备和设施的水下防护以及水下抢修等具有重要的意义。

技术实现思路

1、为了克服现有防腐涂料的水下固化速度慢、涂层附着力差、柔韧性差等的缺点，本发明提供一种水下施工固化涂料。本发明提供的水下施工固化涂料具有快速固化、高附着力、重防腐的特点。

2、本发明的目的之一在于提供一种水下施工固化涂料，包括a组分和b组分，所述的a组分包括环氧树脂(ⅰ)、环氧稀释剂、颜填料、助剂，所述的b组分包括环氧改性胺类树脂、醇类稀释剂、促进剂；其中，所述的环氧改性胺类树脂为环氧树脂(ⅱ)、胺类固化剂、增韧树脂的反应产物。

3、本发明提供的水下施工固化涂料中：

4、所述a组分包括以下重量份数的各组分：

5、

6、所述b组分包括以下重量份数的各组分：

7、环氧改性胺类树脂40～80份，优选55～65份；

8、醇类稀释剂20～50份，优选35～45份；

9、促进剂1～10份，优选2～5份。

10、本发明提供的水下施工固化涂料中：

11、所述的环氧树脂(ⅰ)选自双酚a型环氧树脂(双酚a型环氧树脂e-12、双酚a型环氧树脂e-20、双酚a型环氧树脂e-51、双酚a型环氧树脂e-44等)、酚醛环氧树脂(酚醛环氧树脂f-51、酚醛环氧树脂f-44、酚醛环氧树脂f-48等)、双酚f型环氧树脂(npef-170树脂)、超支化环氧树脂中的至少一种；

12、所述的环氧稀释剂选自缩水甘油醚类化合物中的至少一种，优选自c12-14烷基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚中的至少一种；

13、所述的颜填料为碳酸镁、滑石粉、云母粉、沉淀硫酸钡、硅灰石、碳化硅、硅微粉、轻质碳酸钙、钛白粉、氧化铁红、氧化铝、氧化锌、氧化钙中的至少一种；

14、所述的助剂选自润湿分散剂、流平剂、触变剂、消泡剂、增韧剂中的至少一种；所述的助剂可以采用本领域常用的助剂组分，例如，所述的润湿分散剂byk-p2710、byk-p104s、byk-9076、mok-5012中的至少一种，所述的流平剂选自byk-361n、byk-342、德谦837中的至少一种，所述的触变剂选自聚酰胺蜡、气相二氧化硅、有机膨润土中的至少一种，所述的消泡剂选自byk-085、byk-066n中的至少一种，所述的增韧剂选自聚醚胺a450、d-230中的至少一种；

15、所述的醇类稀释剂选自一元醇、多元醇中的至少一种，优选自丙三醇、苯甲醇、甲醇、乙醇、乙二醇中的至少一种；

16、所述的促进剂选自胺基化合物促进剂中的至少一种，优选自2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(k54、dmp-30)、n,n-二甲基苯胺、三乙胺、4-甲基咪唑、2-甲基-4-乙基咪唑中的至少一种。

17、根据本发明，所述的环氧改性胺类树脂由以下方法制备得到：将胺类固化剂加入到溶剂中溶解，加入环氧树脂(ⅱ)反应，然后加入增韧树脂反应，得到所述的环氧改性胺类树脂。其中，胺类固化剂的氨基氢和环氧基的反应机理如下：

18、

19、所述的胺类固化剂选自4,4',4”,4”'-甲烷四基四苯胺、4,4,4"-三氨基三苯甲烷、间苯二甲胺、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二环己基甲烷、油胺、聚酰胺(聚酰胺650、聚酰胺651)、酚醛胺(酚醛胺810、酚醛胺910、酚醛胺t31、酚醛胺t33和酚醛胺t316)、乙二胺、多乙烯多胺(二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺)、己二胺、含有脂环(例如，环己基、杂氧、氮原子六元环等)的胺类化合物、间苯二胺、间苯二甲胺、4,4’二胺基二苯砜(dds)中的至少一种，优选自4,4,4"-三氨基三苯甲烷、4,4'-二氨基二苯甲烷中的至少一种；

20、所述的溶剂选自醇类溶剂，优选自丙三醇、苯甲醇、甲醇、乙醇、乙二醇中的至少一种；

21、所述的环氧树脂(ⅱ)选自双酚a型环氧树脂(双酚a型环氧树脂e-12、双酚a型环氧树脂e-20、双酚a型环氧树脂e-51、双酚a型环氧树脂e-44)、酚醛环氧树脂(酚醛环氧树脂f-51、酚醛环氧树脂f-44、酚醛环氧树脂f-48)、双酚f型环氧树脂(npef-170树脂)、超支化环氧树脂中的至少一种；

22、所述的增韧树脂为聚醚胺(亨斯曼的rp-400、rp-2000、rt-1000、rp3-5000中的一种或几种)；

23、所述胺类固化剂和环氧树脂(ⅱ)的质量比为(1～10)：1，优选为(2～6)：1；

24、所述胺类固化剂和溶剂的质量比为(0.5～2)：1，优选为(0.6～1.5)：1；

25、所述胺类固化剂和增韧树脂的质量比为(1～20)：1，优选为(5～10)：1；

26、所述的溶解可以在适当加热的条件下进行，例如，所述溶解的温度为55～65℃；

27、所述反应的条件为55～110℃反应2～6h。

28、本发明的目的之二在于提供一种本发明目的之一所述水下施工固化涂料的制备方法，包括：

29、(1)将环氧树脂(ⅰ)、环氧稀释剂、颜填料、助剂混匀，得到a组分；

30、(2)将环氧改性胺类树脂、醇类稀释剂、促进剂混匀，得到b组分；

31、(3)将a组分与b组分混匀，即得水下施工固化涂料。

32、根据本发明，所述水下施工固化涂料的制备方法中，所述a组分和所述b组分的质量比为100:(15～35)，优选为100：(20～30)。

33、本发明的目的之三在于提供本发明目的之一所述的水下施工固化涂料或者由本发明目的之二所述制备方法得到的水下施工固化涂料，在水下防护、抢修中的应用。

34、本发明通过采用环氧改性胺类树脂作为固化剂，利用胺类固化剂在潮湿、水下等环境中易固化特点，引入胺类促进剂通过对环氧树脂的环氧基催化，加速环氧树脂与固化剂之间交联，最后引入聚醚胺增韧树脂增加漆膜的柔韧性，并降低涂料水下施工难度。因此，本发明所提供的水下施工固化涂料具有快固化、高附着力及优异的防腐性能，能在水下有效涂刷、固化，可应用于各类工程装备和设施的水下防护以及水下抢修领域。