CN103408983A

CN103408983A - 一种以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料及制备方法

Info

Publication number: CN103408983A
Application number: CN201310286977XA
Authority: CN
Inventors: 王晶晶; 邹竞; 黄婷; 王虹; 任润桃
Original assignee: 725th Research Institute of CSIC
Current assignee: 725th Research Institute of CSIC
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2013-11-27

Abstract

一种以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料，其特征是：该防污涂料由基料、防污剂、填料、颜料、助剂和溶剂组成；所述基料由基料树脂和复配树脂组成；所述各组分的重量百分比为：基料树脂20～60%、复配树脂10～50%、银化合物防污剂0.05～20%、吡啶类有机防污剂0～7%、填料5～35%、颜料0～15%、助剂2～6%、溶剂8～40%；所述银化合物防污剂为银元素含量为10～30%的山嵛酸银化合物。本发明以较低量的银化合物和易降解的有机杀生剂为组合防污剂，结合银抑菌和有机物杀藻的双重效果，制备出了环境友好型防污涂料，为实现海洋防污涂料技术的无毒化和绿色化奠定了技术基础。

Description

一种以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料及制备方法

技术领域

本发明属于防污涂料、水下涂料领域，尤其是涉及一种以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料及制备方法。

背景技术

海洋生物污损是指藤壶、海藻、石灰虫等海洋生物附着于船底或水下设施浸水表面。海洋生物的附着不仅会使船舶的航速下降、燃油消耗量增加、操控性下降，而且还会使船舶、海水淡化设备及水下设施等腐蚀破坏加剧、使用寿命显著缩短，造成巨大的经济损失。防污涂料是目前防止海洋生物污损最为经济和有效的方法。然而，目前使用的许多防污涂料，其所含可释放的低毒性铜类防污剂均会在港湾中大量沉积造成海水污染，对海洋生态平衡以及人类健康具有潜在危害。继2008年1月1日国际海事组织（IMO）会议决定彻底禁止使用含有机锡的防污涂料后，部分发达国家现已计划制定相应的法律条文，限制铜的使用量。针对这种情况，开发环保无毒、高效的防污涂料已成为防污涂料的发展方向。

银具有优异的光谱抗菌特性，银、银离子、银化合物均具有杀菌特性，银化合物的杀菌作用主要与银离子有关。银离子可轻易进入细菌，与菌体中的蛋白质结合形成蛋白银（或成为变性蛋白）改变了细菌的正常组织，从而杀灭细菌。利用银的抗菌特性，可望开发一种环保、高效的防污涂料，使其抑制海洋细菌和海洋生物在涂层表面的附着，防止海生物污损。

中国专利公布号CN101967316A公布了一种含有银颗粒的防污涂料，但由于纳米尺度的银颗粒在树脂中较易团聚，且该种纳米银颗粒存在于水相环境中，在油性涂料环境中很难分散均匀，一定程度上影响了涂料的防污效果；中国专利公布号CN102010639和CN102277025A公布了两种以纳米银、氧化锌、吡啶硫酮锌或其他有机防污剂为复合防污剂的防污涂料，同样没有未能解决纳米银颗粒的团聚问题；此外以上专利中采用的均为普通市售树脂，这些树脂都不能以稳定的速率进行水解，但纳米银防污剂的添加量又相当少，因此很难做到防污剂的稳定控制释放，防污涂料的防污持久性都存在明显的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以山嵛酸银为防污剂，且自抛光速率稳定的环保型自抛光防污涂料。该防污涂料基料为一种自抛光速率稳定的树脂组合物，该树脂组合物通过接枝适当的脂肪族有机酸获得稳定的酯（水）解速率，可在添加防污剂的情况下，控制防污剂的稳定释放延长防污期效；此外，该涂料以山嵛酸银化合物为主防污剂，避免采用纳米级的银防污剂在涂料中团聚而引起的过度释放（不均匀释放）导致防污失效的问题；因此本发明提供了一种全新的环境友好的、防污能力强的海洋防污涂料。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料，该防污涂料由基料、防污剂、填料、颜料、助剂和溶剂组成；所述基料由基料树脂和复配树脂组成；所述各组分的重量百分比为：基料树脂20～35%、复配树脂10～20%、银化合物防污剂5～15%、吡啶类有机防污剂4～7%、填料5～20%、颜料5～15%、助剂2～6%、溶剂8～25%；所述银化合物防污剂为银元素含量为10～30%的山嵛酸银化合物。

本发明所述的基料为不同有机酸接枝的丙烯酸树脂；所述有机酸为油酸、硬脂酸、松香酸、辛葵酸、苯甲酸、异辛酸、戊二酸、草酸中的至少一种。该树脂的分子量分布范围为10000～30000；所述复配树脂为松香树脂。

本发明所述的吡啶类有机防污剂为吡啶硫酮铜、吡啶硫酮锌或异噻唑啉酮中中的至少一种。

本发明所述的填料为滑石粉、二氧化硅、氧化锌、膨润土、碳酸钙中的至少一种。

本发明所述的颜料为氧化铁红、炭黑、二氧化钛、氧化镁中的至少一种。

本发明所述的助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂、触变剂、增塑剂中的至少一种。

本发明所述溶剂为醇类或芳香烃类。

本发明所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、正丁醇、甲苯、二甲苯中的至少一种。

一种以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料的制备方法，其特征是：首先将山嵛酸银固体在60～80℃下真空避光烘干4～8h，真空度控制于0.02MPa，每2～4h重新抽一次真空，烘干后密封保存；在室温～50℃条件下，将树脂基料加入溶剂中溶解，再将触变剂加入溶剂制成浆，随后依次加入防污剂、颜料、填料及上述其他助剂，以1000～3000r/min的转速进行搅拌、分散1～6h，检查细度合格后、出料，完成防污涂料的制备。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明以较低量的银化合物和易降解的有机杀生剂为组合防污剂，结合银抑菌和有机物杀藻的双重效果，制备出了环境友好型防污涂料；此外，本发明中防污涂料基料为一种自抛光速率稳定的树脂组合物，该树脂制备成防污涂料后，可有效控制防污剂的稳定释放，使防污涂料的防污效果高效持久；因此本发明思路符合国际海事组织（IMO）相关规定以及防污涂料的未来发展趋势，为实现海洋防污涂料技术的无毒化和绿色化奠定了技术基础。

附图说明

图1：未加入防污剂的空白样浅海浸泡挂板实验结果；

图2：实施例1浅海浸泡挂板实验结果；

图3：实施例2浅海浸泡挂板实验结果；

图4：实施例3浅海浸泡挂板实验结果；

图5：实施例4浅海浸泡挂板实验结果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此，具体实施方式如下：

实施例1：山嵛酸银防污涂料SY-001制备

表1山嵛酸银防污涂料SY-001原料组成

制备方法：首先将山嵛酸银固体在60℃下真空避光烘干4h，真空度控制于0.02MPa，每2重新抽一次真空，烘干后密封保存；在室温条件下，将树脂基料加入溶剂中溶解，再将触变剂加入溶剂制成浆，随后依次加入防污剂、颜料、填料及其他助剂，以1000r/min的转速进行搅拌、分散3h，检查细度≤80μm后、出料，完成防污涂料的制备。

实施例2 山嵛酸银防污涂料SY-002制备

表2山嵛酸银防污涂料SY-002原料组成

制备方法：首先将山嵛酸银固体在70℃下真空避光烘干5h，真空度控制于0.02MPa，每3h重新抽一次真空，烘干后密封保存；在室温条件下，将树脂基料加入溶剂中溶解，再将触变剂加入溶剂制成浆，随后依次加入防污剂、颜料、填料及其他助剂，以1500r/min的转速进行搅拌、分散2h，检查细度≤80μm后、出料，完成防污涂料的制备。

实施例3 山嵛酸银防污涂料SY-003制备

表3山嵛酸银防污涂料SY-004原料组成

制备方法：首先将山嵛酸银固体在80℃下真空避光烘干5h，真空度控制于0.02MPa，每3h重新抽一次真空，烘干后密封保存；在室温条件下，将树脂基料加入溶剂中溶解，再将触变剂加入溶剂制成浆，随后依次加入防污剂、颜料、填料及其他助剂，以1500r/min的转速进行搅拌、分散3h，检查细度≤80μm后、出料，完成防污涂料的制备。

实施例4 山嵛酸银防污涂料SY-004制备

表4山嵛酸银防污涂料SY-004原料组成

制备方法：首先将山嵛酸银固体在70℃下真空避光烘干5h，真空度控制于0.02MPa，每4h重新抽一次真空，烘干后密封保存；在室温条件下，将树脂基料加入溶剂中溶解，再将触变剂加入溶剂制成浆，随后依次加入防污剂、颜料、填料及其他助剂，以3000r/min的转速进行搅拌、分散6h，检查细度≤80μm后、出料，完成防污涂料的制备。

将以上实施例中制备的四种防污涂料制备成样板SY-001、SY-002、SY-003、SY-004，参照GB/T5370-2007规定的试验方法在三亚海域进行了防污漆浅海浸泡试验，试验以未加入防污剂的空白样为对比样，考察以山嵛酸银为主防污剂的涂料试样的实海防污性能。试验时间为2010年12月25日-2011年10月25日（共11个月，三亚地区的两个海生物生长旺盛期）。浅海浸泡试验结果如图1～图5所示。

由以上实验可知，空白样表面污损较为严重，基本已被藻类及大量藤壶幼体附着，说明不添加防污剂的防污涂料没有任何防污能力。实施例1SY-001～实施例3SY-003试样表面均只是少量藤壶幼体附着，SY-004由于添加的防污剂量最大，故基本上没有任何海生物附着。

上述实施例山嵛酸银防污涂料浅海挂板试验防污评分标准如表4所示。

表4山嵛酸银防污涂料浅海挂板试验防污评分（11个月）

本发明未详述部分为现有技术。

Claims

1.一种以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料，其特征是：该防污涂料由基料、防污剂、填料、颜料、助剂和溶剂组成；所述基料由基料树脂和复配树脂组成；所述各组分的重量百分比为：基料树脂20～35%、复配树脂10～20%、银化合物防污剂5～15%、吡啶类有机防污剂4～7%、填料5～20%、颜料5～15%、助剂2～6%、溶剂8～25%；所述银化合物防污剂为银元素含量为10～30%的山嵛酸银化合物。

2.如权利要求1所述的以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料，其特征是：所述的基料树脂为不同有机酸接枝的丙烯酸树脂；所述有机酸为油酸、硬脂酸、松香酸、辛葵酸、苯甲酸、异辛酸、戊二酸、草酸中的至少一种；该树脂的分子量分布范围为10000～30000；所述复配树脂为松香树脂。

3.如权利要求1所述的以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料，其特征是：所述的吡啶类有机防污剂为吡啶硫酮铜、吡啶硫酮锌或异噻唑啉酮中的至少一种。

4.如权利要求1所述的以山嵛酸银为主防污剂且自抛光速率稳定的环保型防污涂料，其特征是：所述填料为滑石粉、二氧化硅、氧化锌、膨润土、碳酸钙中的至少一种。

5.如权利要求1所述的以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料，其特征是：所述的颜料为氧化铁红、炭黑、二氧化钛、氧化镁中的至少一种。

6.如权利要求1所述的以山嵛酸银为主防污剂且自抛光速率稳定的环保型防污涂料，其特征是：所述的助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂、触变剂、增塑剂中的至少一种。

7.如权利要求1所述的以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料，其特征是：所述溶剂为醇类或芳香烃类。

8.如权利要求7所述的以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料，其特征是：所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、正丁醇、甲苯、二甲苯中的至少一种。

9.一种如权利要求1所述的以山嵛酸银为主防污剂的环保型防污涂料的制备方法，其特征是：首先将山嵛酸银固体在60～80℃下真空避光烘干4～8h，真空度控制于0.02MPa，每2～4h重新抽一次真空，烘干后密封保存；在室温～50℃条件下，将树脂基料加入溶剂中溶解，再将触变剂加入溶剂制成浆，随后依次加入防污剂、颜料、填料及上述其他助剂，以1000～3000r/min的转速进行搅拌、分散1～6h，检查细度合格后、出料，完成防污涂料的制备。