CN101550305A - 长效自抛光防污漆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长效自抛光防污漆，涉及一种具有三年以上防污期效的高固体份长效自抛光型船底防污漆，尤其指含有复合防污剂体系，不含国际禁用的毒料，达到国家环保要求的新型海洋防污涂料。其特征是：由丙烯酸铜树脂、复合防污剂、颜、填料、防沉剂、溶剂等组成，棕红色。该涂料适用于船底部位作为防污漆使用，能在3－5年内有效防止海生物对船底的污损，不含国际禁用的有机锡(TBT)和DDT毒料，具有环保特性，施工方便，可保持船舶的航速不受影响，节省燃料；该涂料还具有良好的配套性。
Description
技术领域
本发明涉及一种防污涂料，尤其涉及一种具有三年以上防污期效的高固体份长效自抛光型船底防污漆，其中含有复合防污剂体系，不含国际禁用的毒料，达到国家环保要求。
背景技术
船舶在大海中航行所遇到的首要难题就是海生物对船底的附着与污损。现已初步探明的海洋生物达20余万种，部分生物是以固定物体附着生长的，水线以下船底是生物附着的主要基地，海生物附着给船舶航行带来了极大危害。我国南海地区海洋生物在生长旺季每平方米附着量高达20公斤，它们增加船底粗糙度，降低航速，增加燃油消耗。据统计，每年有一半的燃料费用花在补偿由于防污漆失效引起的减速上，一艏万吨远洋货轮，如果船底附着10％面积的污损，可带来100万美元的损失。而且，为了重涂防锈、防污涂料还要花费大量的占坞费和劳务费。因此，开发高效防污涂料，一直是船舶涂料研究领域最重要的课题。
防污漆是一种特殊的涂料，它通过将所包含的活性成分(毒剂)以非常低的速率逐步释放到海水中抑制和阻止海生物在船舶等海洋钢结构上的附着和生长，从而保持船体外表面的光滑和涂层的完好，在保证正常航速的前提下，最大限度地降低油耗并延长涂层的使用寿命，减少不必要的维修支出。
防污漆从上世纪中叶诞生以来，经历了非常迅速的发展历程，大体可划分为四大类。第一大类是以氯化橡胶、合成橡胶、氯乙烯树脂以及天然松脂中掺入氧化亚铜或其它有效防污剂的所谓传统型防污涂料(Free AssociationAntifouling Paint)；其中根据毒料渗出机理不同，又分为接触型和溶解型两种。第二大类是有机锡自抛光防污涂料(Self-polishing copolymerantifouling System)。第三大类是无锡自抛光防污涂料(TBT Free Systems)，这种涂料不含有机锡，又具有自抛光的功能。无锡自抛光防污涂料大体可分两种类型，一种类型是沿用有机锡自抛光防污涂料的配方模式，用铜和锌等金属替换有机锡接枝到高聚物中，它利用活性涂层在水中发生水解，产生离子交换来控制其抛光率和防污性能。另一种则是采用可溶性树脂为基料，添加无锡防污剂，主要由氧化亚铜和其他辅助海生物杀伤剂组成。第四大类为无毒防污涂料，目前比较成功的是低表面能防污涂料，其他像以高吸水性树脂为基料的无毒防污涂料、表面植绒型防污涂料和可溶性硅酸盐防污涂料等均处在研究探索阶段。
我国从1966年“4.18”会战起，开始对船底防污漆进行系统研究，先后研制出沥青系、乙烯系、丙烯酸系、氯化橡胶系常规型防污涂料，如现在船舶使用的72-19长效防污漆、71-33三年期效防污漆、839丙烯酸防污漆等，含有有机锡(TBT)和DDT。由于所加入的三丁基锡化合物TBT和DDT类毒料含量达1ppm即可引起贝类致畸，有机锡类和DDT防污漆对海洋生态环境造成了巨大危害。国际海事组织(IMO)禁止TBT和DDT在防污漆中的使用和禁止船舶使用TBT和DDT防污漆。
目前，各大涂料公司，基本是以丙烯酸铜、丙烯酸锌或丙烯酸硅氧烷为基体树脂。此发明选用的丙烯酸铜树脂，对单体、引发剂、助溶剂等进行了精心选择，并对反应温度、反应时间、单体滴加速度等条件进行优化，最后筛选出丙烯酸树脂的最佳合成工艺，合成出了所需的丙烯酸铜树脂。本发明采用的复合有机防污剂，由氧化亚铜(Cu2O)、吡啶硫酮铜、百菌清、Ingarol 1051(2-甲硫基-4-叔丁氨基6-环丙氨基三嗪)组成，具有长效性，可随着树脂的水解而逐步释放渗出，有效防止各类海生物的附着生长。
因此，国内涂料品种，还没有一种达到三年以上防污期效，不含国际禁用的有机锡(TBT)和DDT毒料，具有环保特性，施工方便，具有本发明特点的高固体份长效自抛光型船底防污漆。如ZL97121813.7所述的“无毒海洋防污涂料”是以硅酸盐为主要树脂基料，所加入的有机防污剂与本发明品种和含量均不相同。ZL98119956.9所述的“硅酸盐复合防污涂料”也是以硅酸盐为主要树脂基料，未加入与本发明相同的防污成分。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种具有环保特性，达到三年以上防污期效，不含国际禁用的有机锡(TBT)和DDT毒料的长效自抛光型船底防污漆。
本发明还提供了所述防污涂料的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
长效自抛光型船底防污漆包含以下成分：按重量比的配方为：
(1)丙烯酸铜树脂：20～40重量份
(2)复合有机防污剂：15～30重量份
(3)颜料：铁红5～10重量份，氧化锌8～15重量份
(4)混合溶剂为：二甲苯10～20重量份，甲基异丁基酮3～5重量份
(5)分散剂为：甲氧基酯酸丙酯溶液0.2～0.5重量份
(6)防沉剂：有机膨润土2～4重量份
本发明中的复合有机防污剂材料为：氧化亚铜(Cu2O)10～15重量份，吡啶硫酮铜5～10重量份，百菌清2～5重量份，Ingarol 1051(2-甲硫基-4-叔丁氨基6-环丙氨基三嗪)2～5重量份。
本发明中所述的长效自抛光型船底防污漆的制备方法，包括以下步骤：使丙烯酸铜树脂全部溶解于混合溶剂中，充分溶解，依次加入混合有机防污剂、分散剂、颜、填料、防沉剂，进行搅拌、高速分散，研磨后再次高速分散；检测黏度、细度后，得到涂料。
本发明中所述的长效自抛光型船底防污漆的涂装方法：
该类涂料涂装时一般涂装3～4道，涂膜厚度需达到200～300μm，漆膜厚度达到规定要求时，可达到有效的防污效果。防污漆的涂装道数及干膜厚度根据船舶进坞间隔时间和所需防污期效的不同而定。涂装道数或漆膜厚度随维修间隔的增加而增加。一般具有一年防污期效，建议干膜厚度100μm；二年防污期效，建议干膜厚度200μm；三年防污期效，建议干膜厚度300μm；四年防污期效，建议干膜厚度400μm；五年防污期效，建议干膜厚度500μm。
本发明的长效自抛光型船底防污漆具有以下性能特点：
1、采用高效复合有机防污剂材料，能在3-5年内有效防止海生物对船底的污损，不含国际禁用的有机锡(TBT)和DDT毒料，具有环保特性。
2、可与船底涂层良好附着，具有优良的物理机械性能。
3、可根据船舶进坞间隔时间和所需防污期效的不同而调整防污漆的干膜厚度以适应不同防污期效的需要。
4、漆膜保持光滑表面，可保持船舶航速不受影响，节省燃料。
5、施工方便，可用高压无气喷涂、刷涂或滚涂等不同方法施工。高固体份，高压无气喷涂一道干膜厚度可达到100μm。
6、具有良好的干燥性，四季均可使用，可在各种气候条件下施工。
总之，本发明的防污涂料具有优异的防止海生物生长的性能，环保而长效，可广泛用于船舶和海洋工程。
具体实施方式
以下通过具体实例对本发明进行详细的说明：
本发明的一个实施例为“889长效自抛光防污漆”，按重量比的配方为：
(1)丙烯酸铜树脂：30克
(2)复合有机防污剂：氧化亚铜(Cu2O)15克，吡啶硫酮铜5克，百菌清5克，Ingarol 1051(2-甲硫基-4-叔丁氨基6-环丙氨基三嗪)4克
(3)颜料：铁红6克，氧化锌12克
(4)混合溶剂为：二甲苯20克，甲基异丁基酮3克
(5)分散剂为：甲氧基酯酸丙酯溶液0.2克
(6)防沉剂：有机膨润土2克
制备方法如下：
先将丙烯酸铜树脂全部溶解于混合溶剂中，充分溶解，依次加入复合有机防污剂、分散剂、颜、填料、防沉剂，进行搅拌、高速分散，研磨后再次高速分散；检测黏度、细度后，得到涂料。
该涂料按照国家标准GB/T 6822-1986《船底防污漆通用技术条件》进行检测，结果如表一
表一、“889长效自抛光防污漆”的主要技术指标
| 检测项目 | 技术指标 | 检验数据 |
| 颜色与外观 | 棕红色 | 符合标准 |
| 粘度(涂-4，25 | 60-80 | 60 |
| ℃)，S | ||
| 比重，g/cm3 | 约1.60 | 1.52 |
| 细度，μm | ≤80 | 60 |
| 干燥时间，h | 表干≤4，实干≤24 | 表干4，实干24 |
| 附着力(划圈法)，级 | 1-2 | 1 |
| 柔韧性，mm | 1 | 1 |
| 冲击强度，cm | ≥40 | 50 |
| 固体含量，％ | ≥60 | 65 |
| 理论用漆量，Kg/m2.道 | 0.15 | 符合标准 |
| 标准膜厚，μm/道 | ≥80 | 100 |
| 防污性能 | 3-5年防污期效 | 符合标准 |
| 动态防污性能 | ≥5周期 | 经过5个周期试验：889长效自抛光防污漆样板漆膜完好，无起泡、脱落、样板表面无海生物附着。 |
| 储存期，a | ≥1 | 符合标准 |
Claims (7)
1.一种长效自抛光防污漆，其特征是：由丙烯酸铜树脂、复合防污剂、颜、填料、防沉剂、溶剂组成，棕红色，适用于船底部位作为防污漆使用，能在3-5年内有效防止海生物对船底的污损，不含国际禁用的有机锡和DDT毒料，具有环保特性，施工方便，可保持船舶的航速不受影响，节省燃料。
2.根据权利要求1所述的长效自抛光防污漆，其特征是，其中：
包含以下成分：按重量比的配方为：
(1)丙烯酸铜树脂：20～40重量份
(2)复合有机防污剂：15～30重量份
(3)颜料：铁红5～10重量份，氧化锌8～15重量份
(4)混合溶剂为：二甲苯10～20重量份，甲基异丁基酮3～5重量份
(5)分散剂为：甲氧基酯酸丙酯溶液0.2～0.5重量份
(6)防沉剂：有机膨润土2～4重量份。
3.根据权利要求1或2所述的长效自抛光防污漆，其特征是，复合有机防污剂材料为：氧化亚铜10～15重量份，吡啶硫酮铜5～10重量份，百菌清2～5重量份，Ingarol 1051分子名称2-甲硫基-4-叔丁氨基6-环丙氨基三嗪2～5重量份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的长效自抛光防污漆的制备方法，包括以下步骤：
使丙烯酸铜树脂全部溶解于混合溶剂中，充分溶解，依次加入复合有机防污剂、分散剂、颜、填料、防沉剂，进行搅拌、高速分散，研磨后再次高速分散；检测黏度、细度后，得到涂料。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的长效自抛光防污漆，其特征是，该类涂料涂装时一般涂装3～4道，涂膜厚度需达到200～300μm，漆膜厚度达到规定要求时，可达到有效的防污效果。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的长效自抛光防污漆，其特征是，防污漆的涂装道数及干膜厚度根据船舶进坞间隔时间和所需防污期效的不同而定，涂装道数或漆膜厚度随维修间隔的增加而增加，一般具有一年防污期效，建议干膜厚度100μm；二年防污期效，建议干膜厚度200μm；三年防污期效，建议干膜厚度300μm；四年防污期效，建议干膜厚度400μm；五年防污期效，建议干膜厚度500μm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的长效自抛光防污漆，其特征是，要求在船舶下水前14天以内涂装最后一道防污涂料。
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