抗气蚀聚甲酸酯组合物及用该组合物形成涂膜的方法

申请号 CN201410121180.9 申请日 2014-03-28 公开(公告)号 CN104789105B 公开(公告)日 2017-06-13
申请人 纳路涂料股份有限公司; 发明人 崔峻荣; 具滋敏; 金载学;
摘要 一种抗气蚀聚 氨 基 甲酸 酯组合物,该组合物包括含氨基甲酸酯预聚物的第一溶液、以及第二溶液。通过使约60至约70重量%的异氰酸酯化合物与约30至约40重量%的多元醇发生聚合而合成该氨基甲酸酯预聚物。该异氰酸酯化合物的平均官能团数至少为2。第二溶液包含约90至约95重量%的具有至少为4的平均官能团数的多元醇、约1至约3重量%的纳米 碳 、约1至约3重量%的 着色剂 、约1至约3重量%的吸湿剂、约1至约3重量%的抗磨剂、和约1至约3重量%的消泡剂。
权利要求

1.一种抗气蚀聚甲酸酯组合物,包括:
包含氨基甲酸酯预聚物的第一溶液,基于所述第一溶液的总重量,所述氨基甲酸酯预聚物是通过使60重量%至70重量%的异氰酸酯化合物与30重量%至40重量%的多元醇发生聚合而合成,其中所述异氰酸酯化合物的平均官能团数至少为2;以及第二溶液,基于所述第二溶液的总重量,所述第二溶液包含:
90重量%至95重量%的具有至少为4的平均官能团数的多元醇;
1重量%至3重量%的石墨纤维
1重量%至3重量%的着色剂
1重量%至3重量%的吸湿剂;
1重量%至3重量%的抗磨剂;和
1重量%至3重量%的消泡剂,
其中所述第一溶液与所述第二溶液的体积比为1:1,
其中异氰酸酯化合物的官能团NCO与所述第二溶液中的多元醇的官能团OH的摩尔比是在1.0:1.0至1.05:1.0之间。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述氨基甲酸酯预聚物的重量平均分子量是在
2,000至4,000的范围内。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中所述异氰酸酯化合物包括选自1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔二异氰酸酯(IPDI)、4,4’-二环六亚甲基二异氰酸酯(H12MDI)和亚甲基二苯基异氰酸酯(MDI)的至少一种。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中所述第一溶液中的多元醇包括选自聚化烯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚酸酯多元醇和聚己内酯多元醇的至少一种。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中所述第二溶液中的多元醇包括聚己内酯多元醇。
6.根据权利要求1所述的组合物,其中所述着色剂包括选自炭黑、蒽醌、酞菁、苯并咪唑酮、氧化黄、氧化铁红、焦磷酸锰、二氧化(TiO2)和氧化锌(ZnO)的至少一种。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中所述吸湿剂包括选自聚醚氧化、沸石、氧化和对甲苯磺酰异氰酸酯的至少一种。
8.根据权利要求1所述的组合物,其中所述抗磨剂包括选自氮化、聚乙烯和硫酸钼的至少一种。
9.一种形成涂膜的方法,包括:
将根据权利要求1所述的聚氨基甲酸酯组合物涂覆于金属预制件上;以及将所述聚氨基甲酸酯组合物干燥。
10.根据权利要求9所述的方法,其中利用喷涂机在200巴至250巴的排出压下涂覆所述聚氨基甲酸酯组合物。
11.根据权利要求10所述的方法,其中在60℃至70℃的温度下涂覆所述聚氨基甲酸酯组合物。
12.根据权利要求9所述的方法,其中在室温下利用筒式空气喷枪涂覆所述聚氨基甲酸酯组合物。
13.根据权利要求9所述的方法,其中所述涂膜具有在0.5mm至3mm范围内的厚度。

说明书全文

抗气蚀聚甲酸酯组合物及用该组合物形成涂膜的方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 依照35USC§119本申请要求于2014年1月16日向韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2014-0005392号的优先权,该专利申请的全部公开内容以参考的方式并入本文中。

技术领域

[0003] 本发明的示例性实施方式涉及抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物及用该组合物形成涂膜的方法。

背景技术

[0004] 船舶的构件(诸如螺旋桨或方向)易受到由于气蚀(cavitation)所致侵蚀的影响。当船舶的尺寸和速度变大时由于气蚀所致侵蚀会恶化,从而导致船舶噪声、方向舵的劣化、燃料经济性的下降等。
[0005] 业者已对螺旋桨和方向舵的材料和结构进行了研究以防止由于气蚀所致侵蚀,然而尚未开发出具有充分抗气蚀性的螺旋桨和方向舵。
[0006] 近来,已开发出涂覆于螺旋桨和方向舵上的具有抗气蚀性的涂料组合物。然而,该涂料组合物要求过高的成本并且具有用例如抹刀或大的匙形铲进行手动涂覆的配方。例如,会占用多于2周的时间利用该涂料组合物形成具有数毫米(mm)厚度和约150m2面积的涂膜。

发明内容

[0007] 一些示例性实施方式提供一种具有优异的可加工性和成本效益的抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物。
[0008] 一些示例性实施方式提供一种用抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物形成具有优异的可加工性和成本效益的涂膜的方法。
[0009] 根据一些示例性实施方式,提供抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物。该抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物包括包含氨基甲酸酯预聚物的第一溶液、以及第二溶液。基于第一溶液的总重量,通过使约60重量%至约70重量%的异氰酸酯化合物与约30重量%至约40重量%的多元醇发生聚合而合成该氨基甲酸酯预聚物。该异氰酸酯化合物的平均官能团数为至少2。基于第二溶液的总重量,第二溶液包含约90重量%至约95重量%的具有至少为4的平均官能团数的多元醇、约1重量%至约3重量%的纳米、约1重量%至约3重量%的着色剂、约1重量%至约3重量%的吸湿剂、约1重量%至约3重量%的抗磨剂、和约1重量%至约3重量%的消泡剂。第一溶液与第二溶液的体积比为约1:1,异氰酸酯化合物(NCO)的官能团与第二溶液中的多元醇(OH)的官能团的摩尔比是在约1.0:1.0至约1.05:1.0之间。
[0010] 在示例性实施方式中,氨基甲酸酯预聚物的重量平均分子量可以在约2,000至约4,000的范围内。
[0011] 在示例性实施方式中,异氰酸酯化合物可包括1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔二异氰酸酯(IPDI)、4,4’-二环己基二异氰酸酯(H12MDI)或亚甲基二苯基异氰酸酯(MDI)。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0012] 在示例性实施方式中,第一溶液中的多元醇可包括聚化烯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0013] 在示例性实施方式中,第二溶液中的多元醇可包括聚己内酯多元醇。
[0014] 在示例性实施方式中,纳米碳可包括石墨、石墨纤维、碳纳米管富勒烯石墨烯。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0015] 在示例性实施方式中,着色剂可包括炭黑、蒽醌、酞菁、苯并咪唑酮、氧化黄、氧化铁红、焦磷酸锰、二氧化(TiO2)或氧化锌(ZnO)。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0016] 在示例性实施方式中,吸湿剂可包括选自聚醚、氧化、沸石、氧化或对甲苯磺酰异氰酸酯的至少一种。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0017] 在示例性实施方式,抗磨剂可包括氮化、聚乙烯或硫酸钼。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0018] 根据一些示例性实施方式,提供一种形成涂膜的方法。在该方法中,将聚氨基甲酸酯组合物涂覆于金属预制件上,再将聚氨基甲酸酯组合物干燥。聚氨基甲酸酯组合物包括含氨基甲酸酯预聚物的第一溶液、和第二溶液。基于第一溶液的总重量,通过使约60重量%至约70重量%的异氰酸酯化合物与约30重量%至约40重量%的多元醇发生聚合而合成氨基甲酸酯预聚物。该异氰酸酯化合物的平均官能团数至少为2。基于第二溶液的总重量,第二溶液包含约90重量%至约95重量%的具有至少为4的平均官能团数的多元醇、约1重量%至约3重量%的纳米碳、约1重量%至约3重量%的着色剂、约1重量%至约3重量%的吸湿剂、约1重量%至约3重量%的抗磨剂、和约1重量%至约3重量%的消泡剂。第一溶液与第二溶液的体积比为约1:1,异氰酸酯化合物(NCO)的官能团与第二溶液中的多元醇(OH)的官能团的摩尔比是在约
1.0:1.0至约1.05:1.0之间。
[0019] 在示例性实施方式中,可利用喷涂机以约200巴至约250巴的排出压涂覆聚氨基甲酸酯组合物。
[0020] 在示例性实施方式中,可在约60℃至约70℃的温度下涂覆聚氨基甲酸酯组合物。
[0021] 在示例性实施方式中,可在室温下利用筒式空气喷枪涂覆聚氨基甲酸酯组合物。
[0022] 在示例性实施方式中,涂膜可具有在约0.5mm至约3mm范围内的厚度。

具体实施方式

[0023] 下面将更全面地描述各种示例性实施方式,其中揭示了一些示例性实施方式。然而,本发明可具体化为许多不同的形态,并且不应被理解成局限于本文中所陈述的示例性实施方式。相反,通过提供这些示例性实施方式而使该描述是全面和完整的,并且将把本发明概念的范围全面地传达给本领域技术人员。
[0024] 本文中使用的术语“和/或”包括一个或多个所列出相关物件的任意组合和所有组合。
[0025] 应当理解的是,尽管本文中可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件和/或构件,但这些元件和/或构件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件或构件与另一个加以区别。因此,在不背离本发明教示的情况下,下面所描述的第一元件或构件可以被称为第二元件或构件。
[0026] 本文中使用的术语只是为了描述具体示例性实施方式的目的,并非意图限制本发明。除非上下文明确说明,本文中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”意图包括复数形式。还应当理解的是,本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”是指所描述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在,但不排除一种或多种其它特征、整数、步骤、操作、元件、构件、和/或其组的存在或添加。
[0027] 除非另有规定,本文中使用的所有术语(包括科学技术术语)具有与本发明所属领域技术人员通常所理解的相同的含义。还应当理解的是,术语(诸如常用词典中所定义的)应被理解成具有与它们在本说明书上下文和相关领域中的含义相一致的含义,除非在本文中明确地如此规定将不以理想化或过于正式的形式加以解释。
[0028] 在下文中,将详细说明根据示例性实施方式的抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物及利用该组合物形成涂膜的方法。
[0029] 根据示例性实施方式,抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物可包含第一溶液和第二溶液。
[0030] 第一组合物可包含通过使异氰酸酯化合物与多元醇发生聚合所制备的氨基甲酸酯预聚物。在示例性实施方式中,异氰酸酯化合物的平均官能团数可以等于或大于约2。
[0031] 第二溶液可包含在约90重量%(wt%)至约95wt%范围内的具有至少约为4的平均官能团数的多元醇、在约1wt%至约3wt%范围内的着色剂、在约1wt%至约3wt%范围内的吸湿剂、在约1wt%至约3wt%范围内的纳米碳、在约1wt%至约3wt%范围内的抗磨剂、和在约1wt%至约3wt%范围内的消泡剂。这里,上述成分的重量百分比是基于第二溶液的总重量来表示。
[0032] 在示例性实施方式中,第一溶液与第二溶液的体积比可为约1:1。异氰酸酯化合物的官能团与第二溶液中多元醇的官能团的摩尔比可以在约1.0:1.0至约1.05:1.0之间。
[0033] 在下文中,将对上述成分的类型和功能进行详细说明。
[0034] 1.第一溶液
[0035] 第一溶液可以是抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物的主要成分。可利用第一溶液提升物理性质,诸如耐久性和耐磨性
[0036] 在示例性实施方式中,第一溶液可包含氨基甲酸酯预聚物。在一个示例性实施方式中,第一溶液基本上是由氨基甲酸酯预聚物所组成。
[0037] 1.1.氨基甲酸酯预聚物
[0038] 可通过异氰酸酯化合物与多元醇的聚合来制备氨基甲酸酯预聚物。
[0039] 在示例性实施方式中,可根据耐化学性和生产率来选择具有在约2,000至约4,000范围内的重量平均分子量的氨基甲酸酯预聚物。
[0040] 异氰酸酯化合物可提高聚氨基甲酸酯组合物或者由该组合物所形成涂膜的耐久性和硬度。异氰酸酯化合物可包含以N=C=O所表示的官能团(在下文中,称为NCO官能团)。当NCO官能团的重量%变大时,可增加涂膜的硬度。如果NCO官能团的重量%变得过小,则也会降低涂膜的硬度。
[0041] 异氰酸酯化合物可包括例如1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4,4’-二环六亚甲基二氰酸酯(H12MDI)或亚甲基二苯基异氰酸酯(MDI)。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。在一个示例性实施方式中,MDI可用作异氰酸酯化合物。
[0042] 在示例性实施方式中,可将两种类型异氰酸酯化合物的组合用于聚氨基甲酸酯组合物。例如,该组合可包括单体异氰酸酯和聚合异氰酸酯。可通过单体异氰酸酯与多元醇的反应而制备聚合异氰酸酯。也可通过形成碳酰胺键对单体异氰酸酯进行改性,而制备聚合异氰酸酯。在这种情况下,聚合异氰酸酯可在室温下液化
[0043] 例如,单体异氰酸酯可包括纯MDI,可将Cosmonate PH(由韩国KUMHO MITSUI化学品公司制造)用作纯MDI。聚合异氰酸酯可包括液体MDI,可将Cosmonate LL(由韩国KUMHO MITSUI化学品公司制造)用作液体MDI。
[0044] 在示例性实施方式中,异氰酸酯化合物的平均官能团数可以等于或大于约2。
[0045] 在示例性实施方式中,基于第一溶液的总重量,第一溶液中所包含异氰酸酯化合物的量可在约60wt%至约70wt%范围内。如果异氰酸酯化合物的量小于约60wt%,则会过度地增加聚氨基甲酸酯组合物的粘度。如果异氰酸酯化合物的量超过约70wt%,则会降低聚氨基甲酸酯组合物或由该组合物所形成涂膜的抗冲击性能。
[0046] 多元醇可包括例如聚氧化烯多元醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇。这些可以单独使用或者以其混合物的形式使用。
[0047] 在示例性实施方式中,基于第一溶液的总重量,第一溶液中所包含多元醇的量可在约30wt%至约40wt%的范围内。如果多元醇的量小于约30wt%,则可延长聚氨基甲酸酯组合物的固化时间或硬化时间。如果多元醇的量超过约40wt%,则会过度地增加聚氨基甲酸酯组合物的粘度。
[0048] 可通过使异氰酸酯化合物与多元醇发生聚合,而制备在其末端包含NCO官能团的氨基甲酸酯预聚物。
[0049] 2.第二溶液
[0050] 第二溶液可用作根据示例性实施方式的抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物的亚成分。可利用第二溶液来调节该聚氨基甲酸酯组合物的硬化或固化性能。可将第二溶液与第一溶液混合并反应,使得聚氨基甲酸酯树脂固化或硬化。
[0051] 第二溶液可包含具有至少约为4的平均官能团数的多元醇、纳米碳、着色剂、吸湿剂、抗磨剂和消泡剂。第二溶液还可包含润滑剂
[0052] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总重量,第二溶液可包含在约90wt%至约95wt%范围内的具有至少约为4的平均官能团数的多元醇、在约1wt%至约3wt%范围内的着色剂、在约1wt%至约3wt%范围内的吸湿剂、在约1wt%至约3wt%范围内的纳米碳、在约1wt%至约
3wt%范围内的抗磨剂、和在约1wt%至约3wt%范围内的消泡剂。
[0053] 2.1.具有至少约为4的平均官能团数的多元醇
[0054] 第二溶液可包含具有至少约为4的平均官能团数的多元醇。例如,第二溶液中的多元醇可包括具有4的平均官能团数的聚己内酯多元醇。第二溶液中的多元醇可与异氰酸酯官能团发生反应以使聚氨基甲酸酯树脂固化或硬化。
[0055] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总重量,第二溶液中多元醇的量可在约90wt%至约95wt%的范围内。如果第二溶液中多元醇的量小于约90wt%,则会降低由聚氨基甲酸酯组合物所形成涂膜的硬度。如果第二溶液中多元醇的量超过约95wt%,则会减小涂膜的伸长率。
[0056] 2.2.纳米碳
[0057] 第二溶液可包含用于减慢对聚氨基甲酸酯树脂的侵蚀的纳米碳。
[0058] 例如,纳米碳可包括石墨、石墨纤维、碳纳米管、富勒烯或石墨烯。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。在一个示例性实施方式中,纳米碳可包括石墨纤维。在一个示例性实施方式中,以粉末的形式将纳米碳添加到第二溶液中。
[0059] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总量,纳米碳的量可以在约1wt%至约3wt%范围内。如果纳米碳的量小于约1wt%,则无法充分地减慢对涂膜的侵蚀。如果纳米碳的量超过约3wt%,则会增加聚氨基甲酸酯组合物的粘度从而导致可加工性不良。
[0060] 2.3.着色剂
[0061] 可在第二溶液中添加着色剂以提供带颜色的聚氨基甲酸酯组合物。着色剂可包括有机或无机颜料。
[0062] 例如,着色剂可包括炭黑、蒽醌、酞菁、苯并咪唑酮、氧化铁黄、氧化铁红、焦磷酸锰、二氧化钛(TiO2)或氧化锌(ZnO)。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0063] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总量,着色剂的量可在约1wt%至约3wt%的范围内。如果着色剂的量小于约1wt%,则涂膜会不具有期望的颜色或均匀的颜色。如果着色剂的量超过约3wt%,则会降低涂膜的抗湿性能。
[0064] 2.4.吸湿剂
[0065] 可在第二溶液中添加吸湿剂以控制涂膜或聚氨基甲酸酯组合物的含率。
[0066] 例如,吸湿剂可包括聚醚、氧化钙、沸石、氧化铝或对甲苯磺酰异氰酸酯。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0067] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总量,吸湿剂的量可以在约1wt%至约3wt%的范围内。如果吸湿剂的量小于约1wt%,则涂膜的表面会由于聚氨基甲酸酯组合物中所含水分而具有缺陷。如果吸湿剂的量超过约3wt%,则会增加聚氨基甲酸酯树脂的粘度从而导致可加工性不良。
[0068] 2.5.抗磨剂
[0069] 可将抗磨剂添加到第二溶液中以提高由聚氨基甲酸酯树脂所形成涂膜的耐磨性。
[0070] 例如,抗磨剂可包括氮化硼、聚乙烯或硫酸钼。这些可以单独使用或者以其组合的形式使用。
[0071] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总量,抗磨剂的量可以在约1wt%至约3wt%的范围内。如果抗磨剂的量小于约1wt%,则涂膜不会具有充分的耐磨性。如果抗磨剂的量超过约3wt%,则会降低涂膜的附着力
[0072] 2.6.消泡剂
[0073] 在聚氨基甲酸酯组合物的各过程(包括例如搅拌过程、分散过程和涂覆过程)期间会产生气泡或泡沫。气泡或泡沫会导致干燥涂膜的缩孔和/或表面缺陷。因此,可将消泡剂添加到第二溶液中,以防止气泡或泡沫的产生或者消除所形成的气泡或泡沫。
[0074] 可将包含具有低表面张力的分子(例如、矿物油、脂肪酸或氟碳化合物)的材料用作消泡剂。在一个示例性实施方式,消泡剂可包括非硅基材料。
[0075] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总量,消泡剂的量可在约1wt%至约3wt%的范围内。如果消泡剂的量小于约1wt%,则不会充分地消除涂膜的气泡或泡沫。如果消泡剂的量超过约3wt%,则会在涂膜形成期间发生缩孔现象。
[0076] 在一个示例性实施方式中,第二溶液还可包含润滑剂因此可改善聚氨基甲酸酯组合物的流动性和涂膜的平整性。也可利用润滑剂来改善纳米碳的分散性。
[0077] 润滑剂可包括液态。例如,润滑剂可包括脂肪酸衍生物,诸如硬脂酸酯、脂肪酸酰胺、硬脂酸酰胺、脂肪酸酯酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸烷基酯等。
[0078] 例如,润滑剂可包括亚甲基双丙烯酰胺、亚甲基双十四酰胺、亚甲基双棕榈酸酰胺、亚甲基双硬脂酸酰胺、亚甲基双二十二酰胺、亚甲基双油酸酰胺、亚乙基双十二酰胺、亚乙基双十四酰胺、亚乙基双棕榈酸酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双二十二酰胺、亚乙基双蒙旦酰胺(ethylene bis-montanamide)、亚乙基双油酸酰胺等。
[0079] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总量,润滑剂的量可以在约1wt%至约3wt%的范围内。如果润滑剂的量小于约1wt%,则会使涂膜的平整性下降。如果润滑剂的量超过约3wt%,则会过度地提高聚氨基甲酸酯组合物的流动性。
[0080] 在一个示例性实施方式中,第二溶液还可包含用于促进第二溶液或聚氨基甲酸酯组合物固化或硬化的催化剂。
[0081] 可将铋基催化剂,例如MB-20(由AIR PRODUCT公司制造)用作催化剂。
[0082] 在示例性实施方式中,基于第二溶液的总量,催化剂的量可以在约0.01wt%至约1wt%的范围内。如果催化剂的量小于约0.01wt%,则会延长用于形成涂层的干燥时间,并且会降低涂层的性能(包括耐化学性、抗湿性能和耐磨性)。如果催化剂的量超过约1wt%,那么会过度地加速聚氨基甲酸酯组合物的固化或硬化,从而导致涂层的爆孔或收缩。
[0083] 在示例性实施方式中,抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物可以是二液体无溶剂型漆。
[0084] 聚氨基甲酸酯组合物中第一溶液与第二溶液的体积比可为约1:1。
[0085] 氨基甲酸酯预聚物中异氰酸酯化合物(NCO)的官能团与第二溶液中多元醇(OH)的官能团的摩尔比可为约1.0:1.0至约1.05:1.0。
[0086] 可将根据示例性实施方式的抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物涂覆于金属预制件上。例如,可将聚氨基甲酸酯组合物涂覆于大型船舶的螺旋桨或方向舵的表面上。在示例性实施方式中,可利用喷涂机或筒式空气喷枪涂覆聚氨基甲酸酯组合物。可通过二液体反应使涂覆的聚氨基甲酸酯组合物干燥以形成涂膜。
[0087] 在涂膜的形成中,可在约60℃至约70℃的温度下利用喷涂机以约200巴至约250巴的排出压力涂覆聚氨基甲酸酯组合物。可替代地,可在室温下利用筒式空气喷枪涂覆聚氨基甲酸酯组合物。
[0088] 在一个示例性实施方式中,可形成具有在约0.5毫米(mm)至约3毫米范围内的厚度的涂层。
[0089] 例如,可通过喷丸和溶剂洗涤对方向舵或螺旋桨的表面进行处理。可将环氧树脂抗侵蚀二液体型底涂组合物涂覆于表面上并干燥。可进一步涂覆氨基甲酸酯底涂组合物并干燥,然后利用喷涂机或筒式空气喷枪来涂覆根据示例性实施方式的聚氨基甲酸酯组合物。
[0090] 在下文中,将参考实施方式来详细描述抗气蚀聚氨基甲酸酯组合物的制备方法和效果。
[0091] 1.第一溶液的制备
[0092] 1.1.制备例1-1
[0093] 将约38wt%的作为具有约2,000的重量平均分子量的双官能团聚醚多元醇的PP-2000(由韩国KPX化学品公司制造)置于3颈圆底烧瓶中,利用Karl Fischer水分测定仪监测含水量。当含水量达到低于约0.05%时,导入氮气。添加约12wt%的作为纯MDI的Cosmonate PH(由韩国KUMHO MITSUI化学品公司制造)、和约50wt%的作为液体MDI的Cosmonate LL(由K韩国UMHO MITSUI化学品公司制造)。将该混合物加热到约60℃并搅拌约3小时。当利用ASTM D-2572所测量的异氰酸酯官能团水平达到约16.5%时,终止反应以获得氨基甲酸酯预聚物。
[0094] 1.2.制备例1-2
[0095] 将约38wt%的作为具有约2,000的重量平均分子量的双官能团聚碳酸酯多元醇的PCD-4672(由日本Asahi KASEI公司制造)置于三颈烧瓶中,利用Karl Fischer水分测定仪监测含水量。当含水量达到低于约0.05%时,导入氮气。添加约12wt%的作为纯MDI的Cosmonate PH(由韩国KUMHO MITSUI化学品公司制造),以及约50wt%的作为液体MDI的Cosmonate LL(由韩国KUMHO MITSUI化学品公司制造)。将该混合物加热到约60℃并搅拌约3小时。当利用ASTM D-2572所测量的异氰酸酯官能团水平达到约16.5%时,终止反应以获得氨基甲酸酯预聚物。
[0096] 1.3.制备例1-3
[0097] 将约38wt%的作为具有约2,000的重量平均分子量的双官能团聚己内酯多元醇的Capa2201(由英国Perstorp公司制造)置于三颈圆底烧瓶中,利用Karl Fischer水分测定仪监测含水量。当含水量达到低于约0.05%时,导入氮气。添加约12wt%的作为纯MDI的Cosmonate PH(由韩国KUMHO MITSUI化学品公司制造)和约50wt%的作为液体MDI的Cosmonate LL(由韩国KUMHO MITSUI化学品公司制造)。将该混合物加热到约60℃并搅拌约3小时。当利用ASTM D-2572所测量的异氰酸酯官能团水平达到约16.5%时,终止反应以获得氨基甲酸酯预聚物。
[0098] 1.4.制备例1-4
[0099] 将约19wt%的作为具有约2,000的重量平均分子量的双官能团聚碳酸酯多元醇的PCD-4672(由日本Asahi KASEI公司制造)和约19wt%的作为具有约2,000的重量平均分子量的双官能团聚醚多元醇的PP-2000(由韩国KPX化学品公司制造)置于三颈烧瓶中,利用Karl Fischer水分测定仪监测含水量。当含水量达到低于约0.05%时,导入氮气。添加约12wt%的作为纯MDI的Cosmonate PH(由KUMHO MITSUI化学品公司制造)和约50wt%的作为液体MDI的Cosmonate LL(由KUMHO MITSUI化学公司品制造)。将该混合物加热到约60℃并搅拌约3小时。当利用ASTM D-2572所测量的异氰酸酯官能团水平达到约16.5%时,终止反应以获得氨基甲酸酯预聚物。
[0100] 将制备例1-1至1-4的组成列于下面的表1中。
[0101] 表1
[0102]第一溶液 制备例1-1 制备例1-2 制备例1-3 制备例1-4
Cosmonate LL 12 12 12 12
Cosmonate PH 50 50 50 50
PP-2000 38     19
PCD-4672   38   19
[0103]Capa2201     38  
总量(wt%) 100 100 100 100
[0104] 2.第二溶液
[0105] 将制备例2-1至2-4的组合物列于下面的表2中。
[0106] 表2
[0107]
[0108] 1)多元醇,由英国PERSTORP公司制造,2)着色剂,由美国Milliken公司制造,3)润滑剂,由日本MITSUI化学品公司制造,4)消泡剂,由日本Kyoeisha公司制造,5)吸湿剂,由法国CICA公司制造,6)纳米碳,由美国MTI公司制造,7)纳米碳,由韩国Carbon Nanotech公司制造,8)纳米碳,由韩国Carbon Nanotech公司制造,9)抗磨剂,由ESK公司制造,GE,10)抗磨剂,由日本MITSUI化学品公司制造,11)催化剂,由美国AIR PRODUCT公司制造。
[0109] 聚氨基甲酸酯组合物的例子
[0110] 以如表3中所示的体积比,将制备例1-1至1-4的第一溶液与制备例2-1至2-4的第二溶液加以混合。
[0111] 表3
[0112]  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
制备例1-1 1            
[0113]制备例1-2   1          
制备例1-3     1   1 1 1
制备例1-4       1      
制备例2-1 1 1 1 1      
制备例2-2         1    
制备例2-3           1  
制备例2-4             1
总量 2 2 2 2 2 2 2
[0114] 实验例:对涂层性能的评价
[0115] 利用上述实施例1至7的聚氨基甲酸酯组合物,用喷涂机与空气喷枪的组合制备涂膜的试样。测量实施例1至7的抗拉强度、伸长率、附着力、耐磨性和抗气蚀性。
[0116] 使用通常用于船舶的常规环氧树脂漆(Duratough DL,由美国Enecon公司制造)来制备比较例1的涂膜的试样。测量比较例1的抗拉强度、伸长率、附着力、耐磨性和抗气蚀性。
[0117] 在室温下保持7天后,利用KSM6518的标准来测量抗拉强度和伸长率。分别利用ASTM D-4541、ASTM D-4060和改进的ASTM G32的方法来测量附着力、耐磨性和抗气蚀性。将结果示于下面的表4中。
[0118] 表4
[0119]
[0120] 在表4中,“CMDE(累计平均侵蚀深度)t50”表示达到50μm侵蚀厚度所需的时间。
[0121] 参照表4,显示实施例1至7的涂膜具有比比较例1的涂膜更强的抗气蚀性。
[0122] 表中显示使用石墨的实施例1、3和4的涂膜具有小于实施例5至7的涂膜的侵蚀时间。可以确认使用石墨纤维的实施例5的涂膜具有相对较长的侵蚀时间。
[0123] 比较例1的涂膜具有相对较高的侵蚀率,并且观察到表面的裂纹或破坏。
[0124] 如上所述,由根据示例性实施方式的聚氨基甲酸酯组合物所形成的涂膜可具有优异的机械和化学性质(包括抗气蚀性、耐磨性、耐化学性、附着力等)并且具有成本效益。此外,该聚氨基甲酸酯组合物可以是无溶剂的并且能够进行喷涂,因此可容易地且环境友好地形成涂层。
[0125] 前面的描述是对示例性实施方式的说明而不应被理解成对其限制。尽管已描述了一些示例性实施方式,但本领域技术人员将容易地理解的是在不实质性地背离本发明的新颖性教示和优点的前提下,可在示例性实施方式中作出许多修改。因此,所有这种修改意图包括在权利要求中所限定的本发明范围内。因此,应当理解的是,前面的描述是对各种示例性实施方式的说明而不应被理解成局限于公开的具体示例性实施方式,对所公开示例性实施方式的修改以及其它示例性实施方式意图包含在所附权利要求的范围内。
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