船舶中間施工過(guò)程用防腐涂料的研制

高 原,方 斌,劉華榮,海 潔,張 能,袁 陽(yáng),陳 淼

（1.海軍駐葫蘆島四三一廠 軍代表室，遼寧 葫蘆島 125004；2.中船重工719所，湖北 武漢 430056;3.哈爾濱化工研究所，黑龍江 哈爾濱150020；4.哈爾濱理工大學(xué) 電工電子教學(xué)與實(shí)訓(xùn)中心，黑龍江 哈爾濱 150020）

船舶中間施工過(guò)程用防腐涂料的研制

高 原1,方 斌2,劉華榮3,海 潔4,張 能1,袁 陽(yáng)1,陳 淼2

（1.海軍駐葫蘆島四三一廠 軍代表室，遼寧 葫蘆島 125004；2.中船重工719所，湖北 武漢 430056;3.哈爾濱化工研究所，黑龍江 哈爾濱150020；4.哈爾濱理工大學(xué) 電工電子教學(xué)與實(shí)訓(xùn)中心，黑龍江 哈爾濱 150020）

實(shí)驗(yàn)以3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯甲酰氯與三甲基氯硅烷為原料制備了異氰酸烷基硅烷，并將其與液體有機(jī)硅橡膠共混后，制備了船舶中間施工過(guò)程用防腐涂料。該涂料固化后，涂層具有良好的柔韌性、耐水性、耐鹽霧性、電絕緣性和耐高低溫性，且防腐、防塵。

異氰酸烷基硅烷；有機(jī)硅橡膠；耐水性；耐鹽霧性；防腐

引 言

地球表面的4/5被海洋所覆蓋，海洋環(huán)境是十分嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境，船舶長(zhǎng)期處于這樣的環(huán)境中，腐蝕極其嚴(yán)重，因此船舶的主要防腐手段是給金屬器件施涂防腐涂料。海洋防腐涂料是構(gòu)成海洋涂料的基礎(chǔ)。根據(jù)各種設(shè)施的使用環(huán)境和要求不同，又衍生出各種系列產(chǎn)品，例如，船舶涂料、海洋工程設(shè)施用重防腐涂料等。其中，船舶涂料又分為船底防腐和防污漆、船殼漆、甲板漆、內(nèi)艙漆以及阻尼降噪等特種涂料[1]。船舶的使用環(huán)境決定了船舶用涂料必須具有良好的抗腐蝕性能，因而涂層的耐蝕性會(huì)影響船舶的服役時(shí)間和服役性能。

船舶涂料的發(fā)展勢(shì)必帶來(lái)涂料工業(yè)和船舶工業(yè)的進(jìn)步，促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，雖然在這兩方面的研究取得了比較好的進(jìn)展，并且某些研究?jī)?nèi)容正成為人們研究的熱點(diǎn),但是在研制能夠在具體施工環(huán)境中成功應(yīng)用的防腐涂料時(shí)，還應(yīng)該注重現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地試驗(yàn)以及能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等問(wèn)題，只有解決了這些難題，船舶涂料才能真正達(dá)到為人類(lèi)服務(wù)的目的。

在現(xiàn)代造船過(guò)程中，出現(xiàn)了很多中間環(huán)節(jié)，尤其是在船體焊接過(guò)程中和舾裝件安裝過(guò)程中，在沒(méi)有開(kāi)展油漆工作之前，需要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。在施工過(guò)程中或者檢驗(yàn)過(guò)程中，如果停留時(shí)間較長(zhǎng)或者天氣濕度較大，就會(huì)出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，需要投入大量的人力物力進(jìn)行打磨除銹工作，而且還會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量和工程進(jìn)度。因此，研究船舶施工過(guò)程用防腐涂料具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

有機(jī)硅橡膠[2～3]是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型的高性能高分子材料。有機(jī)硅橡膠制備的涂料涂層延伸率高，韌性好，且耐水耐鹽霧性能和防腐性能、耐環(huán)境性能及耐化學(xué)試劑性能好，對(duì)環(huán)境污染小。但是單一的有機(jī)硅橡膠存在粘接性能差的缺點(diǎn)，因此采用異氰酸烷基硅烷與液體有機(jī)硅橡膠共混的方法，制備了船舶中間施工過(guò)程用防腐涂料。該涂料固化溫度低，且涂層具有良好的柔韌性、耐水性、耐鹽霧性、電絕緣性和耐高低溫性，且防腐、防塵。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷（工業(yè)級(jí)），南京辰工有機(jī)硅材料有限公司；苯甲酰氯（分析純），旭東化工有限公司；三甲基氯硅（分析純），上海八源化工有限公司;液體有機(jī)硅橡膠（25℃黏度5000mm2/s）,液體有機(jī)硅橡膠（25℃黏度 50mm2/s），廈門(mén)市中信隆進(jìn)出口公司；其余均為市售分析純。

1.2 防腐涂料的制備

1.2.1 異氰酸烷基硅烷的制備

向裝有溫度計(jì)、冷凝管、攪拌器的三口瓶中加入一定量的3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和苯甲酰氯，保持溫度在50～60℃，在攪拌的條件下反應(yīng)5h，接著升溫并保持溫度在90～100℃，之后向其中加入三甲基氯硅烷，在攪拌的條件下繼續(xù)反應(yīng)3h，即可制得收率為85%的異氰酸烷基硅烷。

1.2.2 防腐涂料的配方及制備工藝流程圖

防腐涂料的配方如表1所示。

表1 防腐涂料的配方Table 1 The formula of anti-corrosion coating

防腐涂料的制備工藝流程圖如圖1所示。

圖1 防腐涂料制備工藝流程圖Fig.1 The progress of preparing anti-corrosion coating

1.3 性能檢測(cè)

涂層的物理力學(xué)性能按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 基體樹(shù)脂的選擇

基體樹(shù)脂是形成涂料的骨架，基體樹(shù)脂的正確選擇，不僅決定涂料的力學(xué)性能和電性能，而且還影響涂料的耐候性、耐水耐鹽霧性能。

為了滿足以上要求，我們對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、有機(jī)硅橡膠的防水防鹽霧性能進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 幾種材料的防水防鹽霧性能比較Table 2 The water and salt fog resistance of some materials

由上表可見(jiàn)，有機(jī)硅橡膠的防水防鹽霧性能最好，聚氨酯樹(shù)脂次之，環(huán)氧樹(shù)脂最差，因此選用有機(jī)硅橡膠作為涂料的基本成膜物。

2.2 涂層的物理性能及環(huán)境適應(yīng)性能

涂料涂層的物理性能及環(huán)境適應(yīng)性能見(jiàn)表3。

表3 涂層的物理性能及環(huán)境適應(yīng)性能Table 3 The physical property and environment adaptability

3 結(jié)論

采用3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯甲酰氯與三甲基氯硅烷為原料制備了異氰酸烷基硅烷，并將其與液體有機(jī)硅橡膠共混后，制備了船舶中間施工過(guò)程用防腐涂料。該涂料固化溫度低，且涂層具有良好的柔韌性、耐水性、耐鹽霧性、電絕緣性和耐高低溫性，且防腐、防塵、無(wú)溶劑、無(wú)污染、適合在艙內(nèi)施工。

［1］熊金平，左禹.船舶防腐蝕涂料的研究發(fā)展方向［J］.現(xiàn)代涂料與涂裝,2006（6）：18～21.

［2］晨光化學(xué)研究院.有機(jī)硅單體及聚合物［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1986.

［3］幸松明，王一璐.有機(jī)硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2001.

Study on the Anticorrosion Coating Used in the Middle of the Ship Construction Process

GAO Yuan1,FANG Bin2,LIU Hua-rong3,HAI Jie4,ZHANG Neng1,YUAN Yang1and CHEN Miao2
（1.Navy Representative Office in 431Factory,Huludao 125004,China;2.719 Institute,Wuhan 430056,China;3.Harbin Institute of Chemical Engineering,Harbin 150020,China;4.The Electronic Teaching and Training Centre,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150020,China）

The alkyl-silane isocyanate was prepared with using 3-aminopropyl methyldiethoxy silane,benzoyl chloride and trimethylchlorosilane as raw materials.Then the anticorrosion coating used in the middle of the ship construction process was synthesized by mixing the alkylsilane isocyanate and liquid organic silicon rubber.The coating had better flexibility,water resistant,salt fog resistant,anticorrosion,electric insulation and high-low temperatures resistance and it was dustproof.

Alkyl-silane isocyanate;organic silicon rubber;water resistance;salt fog resistance;anticorrosion

TQ 637.2

B

1001-0017（2011）03-0075-02

2011-03-02

高原（1978-），男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)管理和電力推進(jìn)系統(tǒng)管理。