抗氣蝕聚氨基甲酸酯組合物及用該組合物形成涂膜的方法
【專利說明】抗氣蝕聚氨基甲酸酯組合物及用該組合物形成涂膜的方法 相關申請的奪叉引用
[0001] 依照35USC § 119本申請要求于2014年1月16日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局（KIP0)提交 的韓國專利申請第10-2014-0005392號的優(yōu)先權(quán)，該專利申請的全部公開內(nèi)容以參考的方 式并入本文中。
技術(shù)領域
[0002] 本發(fā)明的示例性實施方式涉及抗氣蝕聚氨基甲酸酯組合物及用該組合物形成涂 膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 船舶的構(gòu)件（諸如螺旋槳或方向舵）易受到由于氣蝕（cavitation)所致侵蝕的 影響。當船舶的尺寸和速度變大時由于氣蝕所致侵蝕會惡化，從而導致船舶噪聲、方向舵的 劣化、燃料經(jīng)濟性的下降等。
[0004] 業(yè)者已對螺旋槳和方向舵的材料和結(jié)構(gòu)進行了研究以防止由于氣蝕所致侵蝕，然 而尚未開發(fā)出具有充分抗氣蝕性的螺旋槳和方向舵。
[0005] 近來，已開發(fā)出涂覆于螺旋槳和方向舵上的具有抗氣蝕性的涂料組合物。然而，該 涂料組合物要求過高的成本并且具有用例如抹刀或大的匙形鏟進行手動涂覆的配方。例 如，會占用多于2周的時間利用該涂料組合物形成具有數(shù)毫米（mm)厚度和約150m 2面積的 涂膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] -些示例性實施方式提供一種具有優(yōu)異的可加工性和成本效益的抗氣蝕聚氨基 甲酸酯組合物。
[0007] -些示例性實施方式提供一種用抗氣蝕聚氨基甲酸酯組合物形成具有優(yōu)異的可 加工性和成本效益的涂膜的方法。
[0008] 根據(jù)一些示例性實施方式，提供抗氣蝕聚氨基甲酸酯組合物。該抗氣蝕聚氨基甲 酸酯組合物包括包含氨基甲酸酯預聚物的第一溶液、以及第二溶液?；诘谝蝗芤旱目傊?量，通過使約60重量％至約70重量％的異氰酸酯化合物與約30重量％至約40重量％的 多元醇發(fā)生聚合而合成該氨基甲酸酯預聚物。該異氰酸酯化合物的平均官能團數(shù)為至少2。 基于第二溶液的總重量，第二溶液包含約90重量％至約95重量％的具有至少為4的平均官 能團數(shù)的多元醇、約1重量％至約3重量％的納米碳、約1重量％至約3重量％的著色劑、 約1重量％至約3重量％的吸濕劑、約1重量％至約3重量％的抗磨劑、和約1重量％至約 3重量％的消泡劑。第一溶液與第二溶液的體積比為約1:1，異氰酸酯化合物（NC0)的官能 團與第二溶液中的多元醇（0H)的官能團的摩爾比是在約1.0:1.0至約1.05:1.0之間。
[0009] 在示例性實施方式中，氨基甲酸酯預聚物的重量平均分子量可以在約2, 000至約 4, 000的范圍內(nèi)。
[0010] 在示例性實施方式中，異氰酸酯化合物可包括1，6-六亞甲基二異氰酸酯（HDI)、 異佛爾酮二異氰酸酯（iroi)、4,4'_二環(huán)己基二異氰酸酯（H12MDI)或亞甲基二苯基異氰酸 酯（MDI)。這些可以單獨使用或者以其組合的形式使用。
[0011] 在示例性實施方式中，第一溶液中的多元醇可包括聚氧化烯多元醇、聚四氫呋喃 醚多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚己內(nèi)酯多元醇。這些可以單獨使 用或者以其組合的形式使用。
[0012] 在示例性實施方式中，第二溶液中的多元醇可包括聚己內(nèi)酯多元醇。
[0013] 在示例性實施方式中，納米碳可包括石墨、石墨纖維、碳納米管、富勒烯和石墨烯。 這些可以單獨使用或者以其組合的形式使用。
[0014] 在示例性實施方式中，著色劑可包括炭黑、蒽醌、酞菁、苯并咪唑酮、氧化鐵黃、氧 化鐵紅、焦磷酸錳、二氧化鈦（Ti02)或氧化鋅（ZnO)。這些可以單獨使用或者以其組合的形 式使用。
[0015] 在示例性實施方式中，吸濕劑可包括選自聚醚、氧化鈣、沸石、氧化鋁或?qū)妆交?酰異氰酸酯的至少一種。這些可以單獨使用或者以其組合的形式使用。
[0016] 在示例性實施方式，抗磨劑可包括氮化硼、聚乙烯或硫酸鑰。這些可以單獨使用或 者以其組合的形式使用。
[0017] 根據(jù)一些示例性實施方式，提供一種形成涂膜的方法。在該方法中，將聚氨基甲酸 酯組合物涂覆于金屬預制件上，再將聚氨基甲酸酯組合物干燥。聚氨基甲酸酯組合物包括 含氨基甲酸酯預聚物的第一溶液、和第二溶液。基于第一溶液的總重量，通過使約60重量％ 至約70重量％的異氰酸酯化合物與約30重量％至約40重量％的多元醇發(fā)生聚合而合成氨 基甲酸酯預聚物。該異氰酸酯化合物的平均官能團數(shù)至少為2。基于第二溶液的總重量，第 二溶液包含約90重量％至約95重量％的具有至少為4的平均官能團數(shù)的多元醇、約1重 量％至約3重量％的納米碳、約1重量％至約3重量％的著色劑、約1重量％至約3重量％ 的吸濕劑、約1重量％至約3重量％的抗磨劑、和約1重量％至約3重量％的消泡劑。第一 溶液與第二溶液的體積比為約1:1，異氰酸酯化合物（NC0)的官能團與第二溶液中的多元 醇（0H)的官能團的摩爾比是在約1. 0:1. 0至約1. 05:1. 0之間。
[0018] 在示例性實施方式中，可利用噴涂機以約200巴至約250巴的排出壓力涂覆聚氨 基甲酸酯組合物。
[0019] 在示例性實施方式中，可在約60°C至約70°C的溫度下涂覆聚氨基甲酸酯組合物。
[0020] 在示例性實施方式中，可在室溫下利用筒式空氣噴槍涂覆聚氨基甲酸酯組合物。
[0021] 在示例性實施方式中，涂膜可具有在約0. 5mm至約3mm范圍內(nèi)的厚度。
【具體實施方式】
[0022] 下面將更全面地描述各種示例性實施方式，其中揭示了一些示例性實施方式。然 而，本發(fā)明可具體化為許多不同的形態(tài)，并且不應被理解成局限于本文中所陳述的示例性 實施方式。相反，通過提供這些示例性實施方式而使該描述是全面和完整的，并且將把本發(fā) 明概念的范圍全面地傳達給本領域技術(shù)人員。
[0023] 本文中使用的術(shù)語"和/或"包括一個或多個所列出相關物件的任意組合和所有 組合。
[0024] 應當理解的是，盡管本文中可使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種元件和/或 構(gòu)件，但這些元件和/或構(gòu)件不應受到這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件或構(gòu) 件與另一個加以區(qū)別。因此，在不背離本發(fā)明教示的情況下，下面所描述的第一元件或構(gòu)件 可以被稱為第二元件或構(gòu)件。
[0025] 本文中使用的術(shù)語只是為了描述具體示例性實施方式的目的，并非意圖限制本發(fā) 明。除非上下文明確說明，本文中使用的單數(shù)形式"一"、"一個"和"該"意圖包括復數(shù)形式。 還應當理解的是，本說明書中使用的術(shù)語"包括"和/或"包含"是指所描述的特征、整數(shù)、步 驟、操作、元件和/或構(gòu)件的存在，但不排除一種或多種其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、 構(gòu)件、和/或其組的存在或添加。
[0026] 除非另有規(guī)定，本文中使用的所有術(shù)語（包括科學技術(shù)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬 領域技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。還應當理解的是，術(shù)語（諸如常用詞典中所定義 的）應被理解成具有與它們在本說明書上下文和相關領域中的含義相一致的含義，除非在 本文中明確地如此規(guī)定將不以理想化或過于正式的形式加以解釋。
[0027] 在下文中，將詳細說明根據(jù)示例性實施方式的抗氣蝕聚氨基甲酸酯組合物及利用 該組合物形成涂膜的方法。
[0028] 根據(jù)示例性實施方式，抗氣蝕聚氨基甲酸酯組合物可包含第一溶液和第二溶液。
[0029] 第一組合物可包含通過使異氰酸酯化合物與多元醇發(fā)生聚合所制備的氨基甲酸 酯預聚物。在示例性實施方式中，異氰酸酯化合物的平均官能團數(shù)可以等于或大于約2。
[0030] 第二溶液可包含在約90重量％(wt%)至約95wt%范圍內(nèi)的具有至少約為4的平均 官能團數(shù)的多元醇、在約lwt%至約3wt%范圍內(nèi)的著色劑、在約lwt%至約3wt%范圍內(nèi)的吸 濕劑、在約lwt%至約3wt%范圍內(nèi)的納米碳、在約lwt%至約3wt%范圍內(nèi)的抗磨劑、和在約 lwt%至約3wt%范圍內(nèi)的消泡劑。這里，上述成分的重量百分比是基于第二溶液的總重量來 表不。
[0031] 在示例性實施方式中，第一溶液與第二溶液的體積比可為約1:1。異氰酸酯化合物 的官能團與第二溶液中多元醇的官能團的摩爾比可以在約1. 0:1. 〇至約1. 05:1. 0之間。
[0032] 在下文中，將對上述成分的類型和功能進行詳細說明。
[0033] 1.第一溶液
[0034] 第一溶液可以是抗氣蝕聚氨基甲酸酯組合物的主要成分。可利用第一溶液提升物 理性質(zhì)，諸如耐久性和耐磨性。
[0035] 在示例性實施方式中，第一溶液可包含氨基甲酸酯預聚物。在一個示例性實施方 式中，第一溶液基本上是由氨基甲酸酯預聚物所組成。
[0036] 1. 1.氨某甲酸酯預聚物
[0037] 可通過異氰酸酯化合物與多元醇的聚合來制備氨基甲酸酯預聚物。
[0038] 在示例性實施方式中，可根據(jù)耐化學性和生產(chǎn)率來選擇具有在約2, 000至約 4, 000范圍內(nèi)的重量平均分子量的氨基甲酸酯預聚物。
[0039] 異氰酸酯化合物可提高聚氨