船舶护舷用聚脲涂料及制备方法、复合涂层及制备方法与流程

2021-02-02 18:02:00|

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本发明涉及船舶护舷技术领域，尤其涉及一种船舶护舷用聚脲涂料及其制备方法、复合涂层及复合涂层制备方法。

背景技术：

护舷是码头或船舶边缘使用的一种弹性缓冲装置，主要用来减缓船舶与码头或船舶与船舶之间在靠岸或系泊过程中的冲击力，防止或消除船舶、码头受损。现今使用的护舷多为橡胶护舷，包括实心橡胶护舷和飘浮型橡胶护舷两类，其中，漂浮型橡胶护舷能够自由漂浮于水面，根据其内部缓冲介质的不同又可分为充气型橡胶护舷和填充式橡胶护舷。泡沫填充式护舷内部为缓冲介质，主要为闭孔发泡材料，例如发泡eva、发泡聚氨酯以及发泡橡胶等等。漂浮型橡胶护舷虽然有一定的吸能效果，且具备自漂浮、易安装的优点，但橡胶护舷压缩变形大，易开裂，老化性差，并且耐磨性不足。

现有技术中公开了一种橡胶护舷，该橡胶护舷包括第一橡胶护舷，第一橡胶护舷右侧固定连接有第二橡胶护舷，橡胶护舷内部的左右两侧均开设有锁槽，锁槽底部开设有固定孔，第一橡胶护舷的外表面贴合有复合防护层，复合防护层从下到上依次固定连接有第一贴合层、缓冲层、防腐层和耐磨层，但并没有公开耐磨层的具体材料，耐磨的效果未知。

基于上述缺陷，有必要提供一种船舶护舷用涂料以增加其耐磨性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种具有良好耐磨性的船舶护舷用聚脲涂料。

第一方面，本发明提供了一种船舶护舷用聚脲涂料，包括：a组分和b组分，其中，所述a组分包括以下原料：聚醚多元醇和二异氰酸酯；所述b组分包括以下原料：聚氧化丙烯醚二醇、聚醚三醇、扩链剂以及催化剂。

可选的，所述催化剂包括芳香族二胺扩链剂和脂肪族二胺扩链剂。

可选的，所述b组分中还包括粉料浆以及色浆；所述聚醚多元醇包括聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯醚二醇和聚丙三醇醚中的一种或几种；二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的一种或几种；所述芳香族二胺扩链剂包括3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、3,5-二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、n,n’-二烷基甲基二胺中的一种或几种。

可选的，所述a组分中聚醚多元醇和二异氰酸酯的质量比为25～35:65～75；所述b组分中聚醚二醇、聚醚三醇、芳香族二胺扩链剂、脂肪族二胺扩链剂、粉料浆、催化剂以及色浆的质量比为50～60:10～15:10～20:3～10:3～5:0.2～0.5:3～10。

第二方面，本发明还提供了一种船舶护舷用聚脲涂料的制备方法，包括a组分的制备以及b组分的制备，其中，所述a组分的制备包括：将聚醚多元醇脱水后与二异氰酸酯反应即得a组分；

所述b组分的制备包括：将所述聚氧化丙烯醚二醇、所述聚醚三醇、所述扩、链剂、所述催化剂、任选的所述粉料浆以及任选的所述色浆混合搅拌均匀后即得b组分。

第三方面，本发明还提供了一种船舶护舷用复合涂层，包括：

护舷基体层；

第一聚脲层，位于所述护舷基体层一侧；

吸能层，位于所述第一聚脲层远离所述护舷基体层一侧；

第二聚脲层，位于所述吸能层远离所述护舷基体层一侧；

其中，所述第二聚脲层采用所述的a组分、b组分混合后经喷涂得到。

可选的，所述吸能层包括纤维网格布，纤维网格布浸渍有d3o，所述护舷基体层靠近所述第一聚脲层的侧面设有高弹泡沫。

可选的，所述第一聚脲层采用c组分、d组分混合后经喷涂得到；

其中，所述c组分包括以下重量份原料：35～45份的聚醚多元醇和55～65份的芳香族异氰酸酯；d组分包括以下重量份原料：65～75份的聚醚多元醇、15～25份的芳香族二胺扩链剂、5～10份的粉料浆、0.2-0.5份的催化剂以及3-5份的色浆；

所述c组分中聚醚多元醇包括聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯醚二醇和聚丙三醇醚中的一种或几种；

所述c组分中芳香族异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的一种或几种；

所述d组分中芳香族二胺扩链剂包括3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、n,n’-二烷基甲基二胺中的一种或几种。

可选的，所述c组分的制备方法为：将聚醚多元醇脱水后与芳香族异氰酸酯反应即得c组分；

所述d组分的制备方法为：将聚醚多元醇、芳香族二胺扩链剂、粉料浆、催化剂以及色浆混合搅拌均匀即得d组分。

第四方面，本发明还提供了一种船舶护舷用复合涂层的制备方法，包括：

将所述c组分、所述d组分按体积比1:1比例混合喷涂在护舷基体层上制备第一聚脲层；

在第一聚脲层凝胶之前嵌入浸渍有d3o的纤维网格布，在第一聚脲层表干之前将所述a组分、所述b组分按体积比1:1比例喷涂在第一聚脲层上即制备得到复合涂层。

本发明的一种船舶护舷用聚脲涂料相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明的船舶护舷用聚脲涂料，包括a组分和b组分，a组分包括聚醚多元醇和二异氰酸酯；b组分包括聚氧化丙烯醚二醇、聚醚三醇、扩链剂以及催化剂，实验表明由a组分和b组分组成的聚脲涂料不仅具有良好的耐磨性、还具有良好的拉伸强度、断裂伸长率以及撕裂强度；将该聚脲涂料应用在船舶护舷上使船舶护舷具有良好的耐磨性和防腐性；因聚脲涂料的自粘性而具有优异的附着力；

(2)本发明的船舶护舷用复合涂层包括吸能层，吸能层包括纤维网格布，纤维网格布浸渍有d3o，d3o材料在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈撞击或挤压的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层，复合涂层因纤维网格布上附有d3o而使复合涂层具有优异的抗冲击性能和优异的吸能减震效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种船舶护舷用聚脲涂料其中一个技术方案的结构示意图；

图2为本发明的一种船舶护舷用聚脲涂料其中一个技术方案的爆炸视图；

图3为本发明的实施例4中复合涂层的吸能层的性能曲线图；

图4为本发明的实施例5中复合涂层的吸能层的性能曲线图；

图5为本发明的实施例6中复合涂层的吸能层的性能曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种船舶护舷用聚脲涂料，包括：a组分和b组分，其中，a组分包括以下原料：聚醚多元醇和二异氰酸酯；b组分包括以下原料：聚氧化丙烯醚二醇、聚醚三醇、扩链剂、催化剂、粉料浆以及色浆。

需要说明的是，本申请实施例中，a组分中聚醚多元醇采用重量份为25份的分子量1000的聚氧化丙烯醚二醇；a组分中二异氰酸酯采用重量份为75份的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯；b组分中聚氧化丙烯醚二醇的分子量为2000、重量份为58份；聚醚三醇采用重量份为9份的聚醚三醇3050；扩链剂采用重量份为19份的3,5-二乙基甲苯二胺以及重量份为5份的异佛尔酮二胺；粉料浆的重量份为5份；色浆的重量份为4份；催化剂的重量份为0.3份；

具体的，本申请实施例中粉料浆由3a分子筛和聚醚1000按质量比1:1比例制得，色浆可根据使用情况采用市售各种颜色色浆，催化剂采用c1。

本申请实施例中，聚脲涂料包括a组分和b组分，实验表明由a组分和b组分组成的聚脲涂料不仅具有良好的耐磨性、还具有良好的拉伸强度、断裂伸长率以及撕裂强度；将该聚脲涂料应用在船舶护舷上使船舶护舷具有良好的耐磨性。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了船舶护舷用聚脲涂料的制备方法，包括a组分的制备以及b组分的制备；

其中，a组分的制备包括：在惰性条件下，将聚氧化丙烯醚二醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1mpa)下脱水至少0.5h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，在80～90℃下反应1.5～2h，即得a组分；b组分的制备包括：将聚氧化丙烯醚二醇、聚醚三醇3050、3,5-二乙基甲苯二胺、异佛尔酮二胺、粉料浆、色浆和催化剂分散搅拌均匀，即得b组分。

实施例2

需要说明的是，本申请实施例中，a组分中聚醚多元醇采用重量份为30份的分子量1000的聚四氢呋喃醚二醇；a组分中二异氰酸酯采用重量份为35份的二苯基甲烷二异氰酸酯和35份的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯；b组分中聚氧化丙烯醚二醇的分子量为2000、重量份为50份；聚醚三醇采用重量份15份的聚醚三醇3050；扩链剂采用重量份为15份的3,5-二乙基甲苯二胺以及重量份为10份的异佛尔酮二胺；粉料浆的重量份为5份；色浆的重量份为5份；催化剂的重量份为0.3份。

具体的，本申请实施例中粉料浆由3a分子筛和聚醚1000按质量比1:1比例制得，色浆可根据使用情况采用市售各种颜色色浆，催化剂采用c1。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了船舶护舷用聚脲涂料的制备方法，包括a组分的制备以及b组分的制备；

其中，a组分的制备包括：在惰性条件下，将聚四氢呋喃醚二醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1mpa)下脱水至少0.5h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，在80～90℃下反应1.5～2h，即得a组分；b组分的制备包括：将聚氧化丙烯醚二醇、聚醚三醇3050、3,5-二乙基甲苯二胺、异佛尔酮二胺、粉料浆、色浆和催化剂分散搅拌均匀，即得b组分。

实施例3

需要说明的是，本申请实施例中，a组分中聚醚多元醇采用重量份为25份的分子量1000的聚四氢呋喃醚二醇；a组分中二异氰酸酯采用重量份为75份的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯；b组分中聚氧化丙烯醚二醇的分子量为2000、重量份为52份；聚醚三醇采用重量份13份的聚醚三醇3050；扩链剂采用重量份为16份的3,5-二乙基甲苯二胺以及重量份为9份的异佛尔酮二胺；粉料浆的重量份为5份；色浆的重量份为5份；催化剂的重量份为0.3份。

具体的，本申请实施例中粉料浆由3a分子筛和聚醚1000按质量比1:1比例制得，色浆可根据使用情况采用市售各种颜色色浆，催化剂采用c1。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了船舶护舷用聚脲涂料的制备方法，包括a组分的制备以及b组分的制备；

其中，a组分的制备包括：在惰性条件下，将聚四氢呋喃醚二醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1mpa)下脱水至少0.5h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，在80～90℃下反应1.5～2h，即得a组分；b组分的制备包括：将聚氧化丙烯醚二醇、聚醚三醇3050、3,5-二乙基甲苯二胺、异佛尔酮二胺、粉料浆、色浆和0.3份催化剂分散搅拌均匀，即得b组分。

实施例4

如图1～2所示，本发明提供了一种船舶护舷用复合涂层，包括：

护舷基体层1；

第一聚脲层2，位于护舷基体层1一侧；

吸能层3，位于第一聚脲层2远离护舷基体层1一侧；

第二聚脲层4，位于吸能层3远离护舷基体层1一侧；

其中，所述第二聚脲层采用实施例1中制备得到的a组分、b组分按体积比1:1比例混合后经喷涂得到。

需要说明的是，本申请实施例中，吸能层3包括纤维网格布，纤维网格布浸渍有d3o，护舷基体层1靠近第一聚脲层2的侧面设有高弹泡沫。纤维网格布采用碳纤维网格布，纤维网格布而具有优异的力学性能和柔韧性，可同时应用于平面和弧面基材。高弹泡沫采用eva泡沫。d3o属于“膨胀性泡沫”材料，是由一种由“智能分子”组成(粘胶液和一种聚合物化合而成)的抗冲击单一材料，可在不同的重力冲击下呈现出来两种机械似的状态(坚硬与柔软)；d3o材料在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈撞击或挤压的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层，当外力消失后，材料会回复到它最初的松弛软弹状态。本申请实施例中，因纤维网格布上附有d3o而使复合涂层具有优异的抗冲击性能和优异的吸能减震效果。

本申请实施例中，第一聚脲层2采用c组分、d组分按体积比1:1比例混合后经喷涂得到；具体的，c组分采用重量份为35份、分子量为1000的聚四氢呋喃醚二醇，重量份为65份的二苯基甲烷二异氰酸酯；d组分包括重量份为70份、分子量为1000聚四氢呋喃醚二醇、重量份为20份的3,5-二甲硫基甲苯二胺、重量份为5份的粉料浆、重量份为5份的色浆和重量份为0.5份的催化剂。

本申请实施例中，c组分的制备包括：在惰性条件下，将聚四氢呋喃醚二醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1mpa)下脱水至少0.5h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80～90℃下反应1.5～2h，即得c组分；d组分的制备包括：将聚四氢呋喃醚二醇、3,5-二甲硫基甲苯二胺、粉料浆、色浆和催化剂分散搅拌均匀，即得d组分。

具体的，本申请实施例中粉料浆由3a分子筛和聚醚1000按质量比1:1比例制得，色浆可根据使用情况采用市售各种颜色色浆，催化剂采用c1。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了船舶护舷用复合涂层的制备方法包括：

s1、打磨护舷基体层1；

s2、将c组分、d组分按体积比1:1比例混合喷涂在打磨后的护舷基体层1上制备第一聚脲层2；

s3、在第一聚脲层2凝胶之前嵌入浸渍有d3o的纤维网格布，在第一聚脲层2表干之前将a组分、b组分按体积比1:1比例喷涂在第一聚脲层2上即制备得到复合涂层。

实施例5

如图1～2所示，本发明提供了一种船舶护舷用复合涂层，包括：

护舷基体层1；

第一聚脲层2，位于护舷基体层1一侧；

吸能层3，位于第一聚脲层2远离护舷基体层1一侧；

第二聚脲层4，位于吸能层3远离护舷基体层1一侧；

其中，所述第二聚脲层4采用实施例1中制备得到的a组分、b组分按体积比1:1比例混合后经喷涂得到。

需要说明的是，本申请实施例中，吸能层3包括纤维网格布，纤维网格布浸渍有d3o，护舷基体层1靠近第一聚脲层2的侧面设有高弹泡沫。本申请实施例中，因纤维网格布上附有d3o而使复合涂层具有优异的抗冲击性能和优异的吸能减震效果。

本申请实施例中，第一聚脲层2采用c组分、d组分按体积比1:1比例混合后经喷涂得到；具体的，c组分采用重量份为40份、分子量为2000的聚四氢呋喃醚二醇，重量份为60份的二苯基甲烷二异氰酸酯；d组分包括重量份为50份的分子量为2000的聚氧化丙烯醚二醇、重量份为15份的聚醚三醇3050、重量份为15份的3,5-二乙基甲苯二胺、重量份为10份的异佛尔酮二胺、重量份为5份的粉料浆、重量份为5份的色浆和重量份为0.3份的催化剂。

本申请实施例中，c组分的制备包括：在惰性条件下，将聚四氢呋喃醚二醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1mpa)下脱水至少0.5h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯，在80～90℃下反应1.5～2h，即得c组分；d组分的制备包括：将聚氧化丙烯醚二醇、聚醚三醇3050、3,5-二乙基甲苯二胺、异佛尔酮二胺、粉料浆、色浆和催化剂分散搅拌均匀，即得d组分。

具体的，本申请实施例中粉料浆由3a分子筛和聚醚1000按质量比1:1比例制得，色浆可根据使用情况采用市售各种颜色色浆，催化剂采用c1。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了船舶护舷用复合涂层的制备方法包括：

s1、打磨护舷基体层1；

s2、将c组分、d组分按体积比1:1比例混合喷涂在打磨后的护舷基体层1上制备第一聚脲层2；

实施例6

如图1～2所示，本发明提供了一种船舶护舷用复合涂层，包括：

护舷基体层1；

第一聚脲层2，位于护舷基体层1一侧；

吸能层3，位于第一聚脲层2远离护舷基体层1一侧；

第二聚脲层4，位于吸能层3远离护舷基体层1一侧；

其中，所述第二聚脲层4采用实施例1中制备得到的a组分、b组分按体积比1:1比例混合后经喷涂得到。

本申请实施例中，第一聚脲层2采用c组分、d组分按体积比1:1比例混合后经喷涂得到；具体的，c组分采用重量份为45份、分子量1000的聚氧化丙烯醚二醇，重量份为55份的二苯基甲烷二异氰酸酯；d组分包括重量份为75份、分子量为1000聚氧化丙烯醚二醇、重量份为17份的3,5-二甲硫基甲苯二胺、重量份为5份的粉料浆、重量份为3份的色浆和重量份为0.5份的催化剂。

本申请实施例中，c组分的制备包括：在惰性条件下，将聚氧化丙烯醚二醇加热至100～120℃，在真空负压(-0.1mpa)下脱水至少0.5h至无气泡产生；随后降温至50～60℃加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80～90℃下反应1.5～2h，即得c组分；d组分的制备包括：将聚氧化丙烯醚二醇、3,5-二甲硫基甲苯二胺、粉料浆、色浆和催化剂分散搅拌均匀，即得d组分。

具体的，本申请实施例中粉料浆由3a分子筛和聚醚1000按质量比1:1比例制得，色浆可根据使用情况采用市售各种颜色色浆，催化剂采用c1。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了船舶护舷用复合涂层的制备方法包括：

s1、打磨护舷基体层1；

s2、将c组分、d组分按体积比1:1比例混合喷涂在打磨后的护舷基体层1上制备第一聚脲层2；

分别测试上述实施例4～6制备得到的第一第一聚脲层、第二聚脲层的性能，实验结果如下表1所示，其中，耐磨性测试标准为gbt1768-2006。

表1-不同实施例制备得到的第一聚脲层、第二聚脲层的性能

从上表1中可知，第一聚脲层、第二聚脲层具有良好的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、附着力以及耐腐蚀性；同时第二聚脲层还具有良好的耐磨性。

分别测试实施例4～6的复合涂层中的吸能层的性能，结果如图3～5所示，损耗因子值越大，吸能减震效果越好，一般损耗因子＞0.3后，可判断为阻尼性能和吸能减震性能较优，本涂层结构测试结果显示损耗因子大，表明涂层减震效果优异。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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