本發明屬于涂料技術領域,更具體地,本發明涉及一種熱反射船舶甲板涂料。
背景技術:
在熱反射船舶甲板涂層技術方面,荷蘭推出了Intershield 6GV/6LV低太陽能吸收高固體優異耐久性的環氧樹脂防滑甲板涂料以及Intershield 9L低太陽能吸收高固體可低溫施工的環氧樹脂防滑甲板涂料,由于環氧樹脂甲板涂層存在著以下缺點:
(1)產品的耐候性、耐水性一般不能達到要求;
(2)在發生火災時,這些防火涂料的成膜物質不能承受急劇升高的溫度而很快被燒毀,而不能起到防火災的作用;
(3)防腐、耐酸堿等性能差。
因此,非常需要通過配方的改進,得到耐候性強、耐火性能好且具有防腐、以及耐酸堿能力的熱反射船舶甲板涂料。
技術實現要素:
為了解決上述問題,本發明的一個方面提供一種熱反射船舶甲板涂料,按重量份計,包括以下組分:
5~20重量份的煅燒高嶺土、5~20重量份的碳化硅、3~10重量份的納米二氧化硅、3~10重量份的玻璃空心漂珠、3~15重量份的氧化鋅、1~8重量份的KH-560、1~10重量份的KH-550、6~10重量份的環氧封端聚醚胺、2~10重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、3~6重量份的1,6-己二胺、1~4重量份的8-萘胺-1-磺酸、3~8重量份的1,5-萘二磺酸、5~15重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、20~60重量份的乙醇以及30~100重量份的去離子水;
優選地,所述的熱反射船舶甲板涂料,按重量份計,包括以下組分:
14重量份的煅燒高嶺土、9重量份的碳化硅、8重量份的納米二氧化硅、7重量份的玻璃空心漂珠、8重量份的氧化鋅、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、5重量份的1,6-己二胺、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、30重量份的乙醇以及70重量份的去離子水。
在一種實施方式中,所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成:
在1000mL干燥的三頸瓶中,依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克乙醇,通氮氣保護并磁力攪拌;室溫攪拌1h后,升溫80℃反應4h,反應結束后,降至室溫,并迅速倒入150mL去離子水中,得到大量固體沉淀;用去離子水反復洗滌該產物后,抽濾并收集聚合物,于真空烘箱中,60℃干燥20小時,得到環氧封端聚醚胺。
在一種實施方式中,所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成:
將0.11摩爾的3,3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt%五氧化二磷的1000克多聚磷酸中,然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中,氮氣保護并在210℃反應15小時后,降至室溫,沉析到水中,然后用氨水中和,過濾并收集產物,于120℃下真空干燥10小時,得到氨基封端磺化聚苯并咪唑;
在500毫升三頸瓶中,依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜,氮氣保護并在80℃反應2小時后,降至室溫,沉析到丙酮中,過濾并收集產物,于60℃下真空干燥20小時,得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。
與現有技術相比,本發明的有益效果為:
1、環氧封端聚醚胺含有大量羥基,可以大大提高涂料與基材的粘結力,提高涂料的耐老化能力,此外,其還可與氨基反應,提高交聯密度和固化速率,此外側鏈上大量剛性苯環的引入,可以提高分子鏈的距離,提高阻燃效果。
2、聚苯并咪唑具有優異的耐候性,耐老化能力和耐火性能,通過磺化以及β-環糊精改性既可以大大提高其與體系的相容性,又可以大大提高體系的交聯密度,提高黏結力和強度,從而提供了本發明的有益技術效果。
3、1,6-己二胺可以與環氧反應,大大提高體系的交聯速度,縮短固化時間,從而提供了本發明的有益技術效果。
4、8-萘胺-1-磺酸以及1,5-萘二磺酸的加入可進一步提高體系的剛性,并同時與咪唑基團發生離子交聯,提高體系的交聯密度,進一步提高黏結力和強度,從而提供了本發明的有益技術效果。
具體實施方式
原料:
所有四胺、二酸均購自CTI,SigmaAldrich,AlfaAesar或SCRC,并且直接使用,無需進一步純化。環氧硅烷偶聯劑KH-560以及氨基硅烷偶聯劑KH-550購自國藥集團化學試劑有限公司。煅燒高嶺土(平均粒徑800目)、碳化硅(平均粒徑600目)、納米二氧化硅(平均粒徑100nm)、玻璃空心漂珠(平均粒徑500目)及氧化鋅(平均粒徑500目)購自國藥集團化學試劑有限公司,其他原料均購自阿拉丁試劑有限公司。
實施例1
將14重量份的煅燒高嶺土、9重量份的碳化硅、8重量份的納米二氧化硅、7重量份的玻璃空心漂珠、8重量份的氧化鋅、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、5重量份的1,6-己二胺、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、30重量份的乙醇以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中,打開飛刀,以避免出現粘合,防止攪拌不均,攪拌時間為10分鐘,出料。
所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成:
在1000mL干燥的三頸瓶中,依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克乙醇,通氮氣保護并磁力攪拌;室溫攪拌1h后,升溫80℃反應4h,反應結束后,降至室溫,并迅速倒入150mL去離子水中,得到大量固體沉淀;用去離子水反復洗滌該產物后,抽濾并收集聚合物,于真空烘箱中,60℃干燥20小時,得到環氧封端聚醚胺;
所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成:
將0.11摩爾的3,3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt%五氧化二磷的1000克多聚磷酸中,然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中,氮氣保護并在210℃反應15小時后,降至室溫,沉析到水中,然后用氨水中和,過濾并收集產物,于120℃下真空干燥10小時,得到氨基封端磺化聚苯并咪唑;
在500毫升三頸瓶中,依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜,氮氣保護并在80℃反應2小時后,降至室溫,沉析到丙酮中,過濾并收集產物,于60℃下真空干燥20小時,得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。
實施例2
將14重量份的煅燒高嶺土、9重量份的碳化硅、8重量份的納米二氧化硅、7重量份的玻璃空心漂珠、8重量份的氧化鋅、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的氨基封端磺化聚苯并咪唑、5重量份的1,6-己二胺、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、30重量份的乙醇以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中,打開飛刀,以避免出現粘合,防止攪拌不均,攪拌時間為10分鐘,出料。
所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成:
在1000mL干燥的三頸瓶中,依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克乙醇,通氮氣保護并磁力攪拌;室溫攪拌1h后,升溫80℃反應4h,反應結束后,降至室溫,并迅速倒入150mL去離子水中,得到大量固體沉淀;用去離子水反復洗滌該產物后,抽濾并收集聚合物,于真空烘箱中,60℃干燥20小時,得到環氧封端聚醚胺;
所述氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成:
將0.11摩爾的3,3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt%五氧化二磷的1000克多聚磷酸中,然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中,氮氣保護并在210℃反應15小時后,降至室溫,沉析到水中,然后用氨水中和,過濾并收集產物,于120℃下真空干燥10小時,得到氨基封端磺化聚苯并咪唑。
實施例3
將14重量份的煅燒高嶺土、9重量份的碳化硅、8重量份的納米二氧化硅、7重量份的玻璃空心漂珠、8重量份的氧化鋅、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、5重量份的1,6-己二胺、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、30重量份的乙醇以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中,打開飛刀,以避免出現粘合,防止攪拌不均,攪拌時間為10分鐘,出料。
所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成:
將0.11摩爾的3,3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt%五氧化二磷的1000克多聚磷酸中,然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中,氮氣保護并在210℃反應15小時后,降至室溫,沉析到水中,然后用氨水中和,過濾并收集產物,于120℃下真空干燥10小時,得到氨基封端磺化聚苯并咪唑;
在500毫升三頸瓶中,依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜,氮氣保護并在80℃反應2小時后,降至室溫,沉析到丙酮中,過濾并收集產物,于60℃下真空干燥20小時,得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。
實施例4
將14重量份的煅燒高嶺土、9重量份的碳化硅、8重量份的納米二氧化硅、7重量份的玻璃空心漂珠、8重量份的氧化鋅、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、5重量份的1,6-己二胺、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、30重量份的乙醇以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中,打開飛刀,以避免出現粘合,防止攪拌不均,攪拌時間為10分鐘,出料。
所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成:
在1000mL干燥的三頸瓶中,依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克乙醇,通氮氣保護并磁力攪拌;室溫攪拌1h后,升溫80℃反應4h,反應結束后,降至室溫,并迅速倒入150mL去離子水中,得到大量固體沉淀;用去離子水反復洗滌該產物后,抽濾并收集聚合物,于真空烘箱中,60℃干燥20小時,得到環氧封端聚醚胺。
實施例5
將14重量份的煅燒高嶺土、9重量份的碳化硅、8重量份的納米二氧化硅、7重量份的玻璃空心漂珠、8重量份的氧化鋅、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、5重量份的1,6-己二胺、8重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、30重量份的乙醇以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中,打開飛刀,以避免出現粘合,防止攪拌不均,攪拌時間為10分鐘,出料;
所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成:
在1000mL干燥的三頸瓶中,依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克乙醇,通氮氣保護并磁力攪拌;室溫攪拌1h后,升溫80℃反應4h,反應結束后,降至室溫,并迅速倒入150mL去離子水中,得到大量固體沉淀;用去離子水反復洗滌該產物后,抽濾并收集聚合物,于真空烘箱中,60℃干燥20小時,得到環氧封端聚醚胺;
所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成:
將0.11摩爾的3,3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt%五氧化二磷的1000克多聚磷酸中,然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中,氮氣保護并在210℃反應15小時后,降至室溫,沉析到水中,然后用氨水中和,過濾并收集產物,于120℃下真空干燥10小時,得到氨基封端磺化聚苯并咪唑;
在500毫升三頸瓶中,依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜,氮氣保護并在80℃反應2小時后,降至室溫,沉析到丙酮中,過濾并收集產物,于60℃下真空干燥20小時,得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。
實施例6
將14重量份的煅燒高嶺土、9重量份的碳化硅、8重量份的納米二氧化硅、7重量份的玻璃空心漂珠、8重量份的氧化鋅、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、30重量份的乙醇以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中,打開飛刀,以避免出現粘合,防止攪拌不均,攪拌時間為10分鐘,出料。
所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成:
在1000mL干燥的三頸瓶中,依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克乙醇,通氮氣保護并磁力攪拌;室溫攪拌1h后,升溫80℃反應4h,反應結束后,降至室溫,并迅速倒入150mL去離子水中,得到大量固體沉淀;用去離子水反復洗滌該產物后,抽濾并收集聚合物,于真空烘箱中,60℃干燥20小時,得到環氧封端聚醚胺;
所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成:
將0.11摩爾的3,3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt%五氧化二磷的1000克多聚磷酸中,然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中,氮氣保護并在210℃反應15小時后,降至室溫,沉析到水中,然后用氨水中和,過濾并收集產物,于120℃下真空干燥10小時,得到氨基封端磺化聚苯并咪唑;
在500毫升三頸瓶中,依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜,氮氣保護并在80℃反應2小時后,降至室溫,沉析到丙酮中,過濾并收集產物,于60℃下真空干燥20小時,得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。
實施例7
將14重量份的煅燒高嶺土、9重量份的碳化硅、8重量份的納米二氧化硅、7重量份的玻璃空心漂珠、8重量份的氧化鋅、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、8重量份的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、30重量份的乙醇以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中,打開飛刀,以避免出現粘合,防止攪拌不均,攪拌時間為10分鐘,出料。
所述環氧封端聚醚胺由以下方法制備而成:
在1000mL干燥的三頸瓶中,依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的芐胺和500克乙醇,通氮氣保護并磁力攪拌;室溫攪拌1h后,升溫80℃反應4h,反應結束后,降至室溫,并迅速倒入150mL去離子水中,得到大量固體沉淀;用去離子水反復洗滌該產物后,抽濾并收集聚合物,于真空烘箱中,60℃干燥20小時,得到環氧封端聚醚胺;
所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑由以下方法制備而成:
將0.11摩爾的3,3’-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt%五氧化二磷的1000克多聚磷酸中,然后將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中,氮氣保護并在210℃反應15小時后,降至室溫,沉析到水中,然后用氨水中和,過濾并收集產物,于120℃下真空干燥10小時,得到氨基封端磺化聚苯并咪唑;
在500毫升三頸瓶中,依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯并咪唑、100毫升乙醇以及200毫升二甲基亞砜,氮氣保護并在80℃反應2小時后,降至室溫,沉析到丙酮中,過濾并收集產物,于60℃下真空干燥20小時,得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑。
測試條件
將實施例1-7所得的熱反射船舶甲板涂料涂覆在甲板上,并測試性能,測試結果見表1。
表1
以上數據可以看出,與不使用環氧封端聚醚胺、β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯并咪唑、1,6-己二胺、8-萘胺-1-磺酸以及1,5-萘二磺酸的涂料相比,本發明的涂料具有明顯更好的性能,因此提供了本發明的有益技術效果。