舰船甲板表面防滑耐磨涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种舰船甲板表面防滑耐磨涂层及其制备方法，该涂层的主要成分由环氧树脂、石墨烯、丹皮酚、碳纤维粉、邻苯二甲酸二丁酯、二氧化硅、二氧化钛、碳化硅、聚酰胺等组成，其制备方法包括了球磨、分散、滚涂等几个步骤。本发明的涂层具有防滑耐磨效果好、稳定性强、制备工艺简便、成本较低等优势，具有很好的应用前景。

权利要求

1.一种舰船甲板表面防滑耐磨涂层，其特征在于，重量份组成为：环氧树脂30-50份，石墨烯0.0001-0.05份，丹皮酚0.001-0.01份，碳纤维粉0.01-0.8份，邻苯二甲酸二丁酯0.2-3份，二氧化硅2-24份，二氧化钛1-12份，碳化硅0.5-6份，聚酰胺5-15份；其中所述的环氧树脂环氧值为0.25-0.4，石墨烯比表面积不低于2500m2/g，碳纤维粉单丝直径5-10μm、长径比

3:1-6:1，二氧化硅、二氧化钛与碳化硅重量比为4:2:1、粒径均为20-80μm。

2.根据权利要求1所述的舰船甲板表面防滑耐磨涂层，其特征在于，按以下步骤制备，以下所述均为重量份：(1)将30-50份的环氧树脂中依次加入石墨烯0.0001-0.05份、丹皮酚0.001-0.01份、碳纤维粉0.01-0.8份、邻苯二甲酸二丁酯0.2-3份，搅拌混匀，然后得物料A；

(2)将二氧化硅2-24份、二氧化钛1-12份、碳化硅0.5-6份、聚酰胺5-15份共同置于球磨机中球磨至粒径为20-150μm，得物料B；

(3)将物料B加入物料A中，在40-60℃，以500-800rpm的速率搅拌30-50min将其混匀，对舰船甲板表面进行滚涂至厚度为20-3000μm，晾干即得。

说明书

舰船甲板表面防滑耐磨涂层及其制备方法

一、技术领域

[0001] 本发明涉及功能涂层领域，具体的说是一种舰船甲板表面防滑耐磨涂层及其制备方法。二、背景技术

[0002] 随着我国海洋强国战略的实施，越来越多的大型舰船被投入使用，特别是辽宁舰的入列大大增强了我国海洋军事力量。与内陆环境不同，海洋环境往往存在高湿、高盐雾环境，因此造成材料表面易滑、磨损加剧，实现舰船在海洋环境下的防滑耐磨具有重要意义，尤其是人员活动与舰载机运行频繁的舰船甲板表面防滑耐磨直接影响舰船效率。提高舰船甲板表面防滑耐磨性能是近年来相关领域科研人员关注的热点。

[0003] 由于操作简便、易维护等优势，在舰船甲板表面涂刷涂料形成防滑耐磨涂层是目前最常使用的一种方法。如中国专利(公告号CN 102477248)公开了一种羟基丙烯酸树脂涂料，由钛白粉、炭黑、润滑剂、增稠剂、防沉剂、金刚砂、增韧剂和羟基丙烯酸树脂防滑漆浆、固化剂组成。中国专利(公告号CN 102504679)公开了一种甲板防滑涂料，主要包括：乳液30-45份、成膜助剂2-5份、钛白粉15-25份、填料5-20份、润湿分散剂0.2-1.0份、防滑剂5-15份、消泡剂0.1-0.5份、防老剂0.5-1.0份、增稠剂0.5-2.0份、防腐防霉剂0.5-1.0份；水10-
25份。然而这些发明尚没有得到大规模推广应用。虽然美国AST公司MS系列和国际油漆公司Intershield系列涂料产品已经在航母甲板上应用，但由于保密等因素，产品的配方未见公开或报道。由于涂层组成复杂，各种组分均能对涂层性能产生各不相同的影响，因此，有必要开发一种舰船甲板表面防滑耐磨涂层及其制备方法。
三、发明内容

[0004] 本发明针对现有技术现状，目的就是要提供一种具有防滑耐磨功能的舰船甲板表面涂层及其制备方法。

[0005] 本发明通过以下技术方案来实现：

[0006] 一种舰船甲板表面防滑耐磨涂层，其重量份组成为：环氧树脂30-50份，石墨烯0.0001-0.05份，丹皮酚0.001-0.01份，碳纤维粉0.01-0.8份，邻苯二甲酸二丁酯0.2-3份，二氧化硅2-24份，二氧化钛1-12份，碳化硅0.5-6份，聚酰胺5-15份；其中所述的环氧树脂环氧值为0.25-0.4，石墨烯比表面积不低于2500m2/g，碳纤维粉单丝直径5-10μm、长径比3:1-
6:1，二氧化硅、二氧化钛与碳化硅重量比为4:2:1、粒径均为20-80μm。

[0007] 上述舰船甲板表面防滑耐磨涂层的制备方法为按以下步骤制备，以下所述均为重量份：

[0008] (1)将30-50份的环氧树脂中依次加入石墨烯0.0001-0.05份、丹皮酚0.001-0.01份、碳纤维粉0.01-0.8份、邻苯二甲酸二丁酯0.2-3份，搅拌混匀，然后得物料A；

[0009] (2)将二氧化硅2-24份、二氧化钛1-12份、碳化硅0.5-6份、聚酰胺5-15份共同置于球磨机中球磨至粒径为20-150μm，得物料B；

[0010] (3)将物料B加入物料A中，在40-60℃，以500-800rpm的速率搅拌30-50min将其混匀，对舰船甲板表面进行滚涂至厚度为20-3000μm，晾干即得。

[0011] 与现有产品相比，本发明的涂层防滑耐磨效果好，摩擦系数在干摩擦状态下可达0.8以上，磨损率显著降低，对基体材料具有很好的保护作用；本发明的涂层各组分稳定性好，各组分之间能发挥协同作用效果；本发明的制备方法简便，易于在舰船甲板表面大面积应用，成本较低。
四、具体实施例

[0012] 以下实施例中所述的环氧树脂环氧值为0.25-0.4，石墨烯比表面积不低于2500m2/g，碳纤维粉单丝直径5-10μm、长径比3:1-6:1，二氧化硅、二氧化钛与碳化硅粒径均为20-80μm；以下所述均为重量份。

[0013] 实施例1：

[0014] 将30份的环氧树脂中依次加入石墨烯0.0002份、丹皮酚0.001份、碳纤维粉0.2份、邻苯二甲酸二丁酯1份，搅拌混匀，然后得物料A；将二氧化硅10份、二氧化钛5份、碳化硅2.5份、聚酰胺6份共同置于球磨机中球磨至粒径为30-50μm，得物料B；将物料B加入物料A中，在45℃以500rpm的速率搅拌50min将其混匀，对舰船甲板表面进行滚涂至厚度为100-120μm，晾干即得防滑耐磨涂层。

[0015] 实施例2：

[0016] 40份的环氧树脂中依次加入石墨烯0.01份、丹皮酚0.006份、碳纤维粉0.6份、邻苯二甲酸二丁酯2.2份，搅拌混匀，然后得物料A；将二氧化硅12份、二氧化钛6份、碳化硅3份、聚酰胺8份共同置于球磨机中球磨至粒径为50-70μm，得物料B；将物料B加入物料A中，在50℃以800rpm的速率搅拌30min将其混匀将其混匀，对舰船甲板表面进行滚涂至厚度为1000μm，晾干即得防滑耐磨涂层。

[0017] 实施例3：

[0018] 将50份的环氧树脂中依次加入石墨烯0.04份、丹皮酚0.01份、碳纤维粉0.8份、邻苯二甲酸二丁酯2份，搅拌混匀，然后得物料A；将二氧化硅22份、二氧化钛11份、碳化硅5.5份、聚酰胺12份共同置于球磨机中球磨至粒径为60-80μm，得物料B；将物料B加入物料A中，在55℃，以600rpm的速率搅拌40min将其混匀，对舰船甲板表面进行滚涂至厚度为2000μm，晾干即得防滑耐磨涂层。

[0019] 将上述实施例1-3所得防滑耐磨涂层，以45钢为对磨材料做摩擦测试，系统平均摩擦系数分别为0.82、0.86、0.84，与未涂层前相比，涂层后磨损率分别降低85％，76％，81％，可见，起到了很好的防滑耐磨效果。