CN104403060A - 一种改性丙烯酰胺树脂的制备方法及包含该树脂的长效水凝胶防污漆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种改性丙烯酰胺树脂的制备方法及包含该树脂的长效水凝胶防污漆的制备方法，解决了国内水凝胶防污漆的空白，利用聚氨酯和丙烯酸树脂配套性好、附着力强的优点解决水凝胶力学性能差，尤其是附着力较差的问题，通过化学方法将稳定的碳羟基硅油引入到树脂体系中，赋予涂层一定的污损脱附能力，并结合水凝胶的动态表面和动态结构，解决了长效防污问题，本发明工艺简单，操作便利，技术性能优良，效率高，能耗低，且能与氯化橡胶、环氧、聚氨酯、乙烯、丙烯酸等大多数涂料体系配套适用，应用范围广泛，以乙醇为溶剂，对环境基本无毒无害，满足绿色环保的要求。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种改性丙烯酰胺树脂的制备方法及包含该树脂的长效水凝胶防污漆的制备方法。
背景技术
近年来，由于对海洋环境的日益关注，环境友好型的新型防污涂层的设计与研究是大势所趋。水凝胶作为一种潜在的柔性海洋防污类材料越来越引起了人们的广泛关注。一般来说，水凝胶是指依靠化学键，包括离子键、氢键以及疏水基团的相互作用等将亲水性高分子链交联在一起形成三维的立体网络。水凝胶具有高度的亲水性、巨大的渗透性和保水性，同时在吸水后整体变得柔软，形成动态结构和动态表面，从而具有良好的防污效果。
目前，各种改性的水凝胶材料都表现出较好的防污性能，但在实际海洋中的防污测试结果却不尽如人意，防污性能并不十分理想，甚至丧失了防污性能。主要原因在于：（1）力学性能差，尤其是附着力差，而这是决定其应用的关键技术指标之一；（2）材料易老化，物化性质很难得到保证；（3）长效防污性能难以保证。此外，当前的水凝胶有毒挥发性有机物含量高，对环境造成一定的危害。
发明内容
为了解决现有技术的缺点，本发明之目的在于提供一种能用于船舶及水下设施防污，适用于大量生产、效率高、能耗低、污染小、应用范围广的长效水凝胶防污漆。
本发明采用的技术解决方案是：首先制备改性的丙烯酰胺树脂，所述的制备方法包括以下步骤：
在干燥的环境下，将5-15%的碳羟基硅油滴加到2.1-6.5%的异佛尔酮二异氰酸酯中，反应3—5 h后，然后加入0.7-2.0%的丙烯酸羟乙酯，升温至75-85℃，反应1—2h后，降至室温，加入36-39.7%的乙醇，然后加热至回流，滴加含有6-8%的甲基丙烯酸甲酯、2%的丙烯酸乙酯、2%的丙烯酸丁酯、35-40%的丙烯酰胺及0.5%的过氧化二苯甲酰的混合液，完毕后保温2-4h后得到改性丙烯酰胺树脂溶液，合成路线如下：
。
所述的制备方法中，所述的碳羟基硅油的平均分子量为990。
本发明随后制备一种改性的丙烯酰胺长效水凝胶防污漆，包括以下组分：
甲组分：改性丙烯酰胺树脂：65-80%
羟基硅油：3-9%
二甲基环己胺：5-10%
四乙烯三胺：1-2%
SeaNine 211：3-10%
乙醇：10-25%
乙组分：KH560：甲组分总质量4%-9%
甲组分各部分总和为100%，乙组分（KH560）为甲组分总质量的4%-9% ，两部分混合均匀后即得到所述的长效水凝胶防污漆。所述羟基硅油的平均分子量为400。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种改性丙烯酰胺树脂的制备方法及包含该树脂的长效水凝胶防污漆的制备方法，解决了国内水凝胶防污漆的空白，还具有以下优势：（1）利用聚氨酯和丙烯酸树脂配套性好、附着力强的优点解决水凝胶力学性能差，尤其是附着力较差的问题。（2）通过化学方法将稳定的碳羟基硅油引入到树脂体系中，赋予涂层一定的污损脱附能力，并结合水凝胶的动态表面和动态结构，解决了长效防污问题。（3）本发明工艺简单，操作便利，技术性能优良，效率高，能耗低，且能与氯化橡胶、环氧、聚氨酯、乙烯、丙烯酸等大多数涂料体系配套适用，应用范围广泛。（3）本发明以乙醇为溶剂，对环境基本无毒无害，满足绿色环保的要求。
具体实施方式
改性丙烯酰胺树脂的制备：在充分干燥的环境下，将5-15%的碳羟基硅油（平均分子量为990）滴加到2.1-6.5%的异佛尔酮二异氰酸酯中，反应3—5 h后，然后加入0.7-2.0%的丙烯酸羟乙酯，升温至75-85℃，反应1—2h后，降至室温，加入36-39.7%的乙醇，然后加热至回流，滴加含有6-8%的甲基丙烯酸甲酯、2%的丙烯酸乙酯、2%的丙烯酸丁酯、35-40%的丙烯酰胺及0.5%的过氧化二苯甲酰的混合液，完毕后保温2-4h后得到改性丙烯酰胺树脂溶液，合成路线如下：
树脂合成配方表（重量比）如下所示：
制备长效水凝胶防污漆：
甲组分：
将改性丙烯酰胺树脂：65-80%
羟基硅油（平均分子量为400）：3-9%
二甲基环己胺：5-10%
四乙烯三胺：1-2%
SeaNine 211：3-10%
乙醇：10-25%
以上各部分总和为100%，混合配成甲组分；
乙组分：
KH560：甲组分总质量的4%-9%。
将甲、乙组分混合均匀后即得到所述的长效水凝胶防污漆。
具体实施配方表如下：
长效水凝胶防污漆性能测试：
防污漆部分指标检测结果如下表所示：
| 检验项目 | 实测结果 | 检验方法 |
| 附着力/级 | ≤2 | GB/T1720-79 |
| 耐冲击性/（kg·cm） | ≥50 | GB/T1732-93 |
| 防污能力（6个月浅海实验） | ≤10% | GB/T 5370-2007 |
综上可以看出：本发明利用聚氨酯和丙烯酸树脂配套性好、附着力强的优点解决水凝胶力学性能差，尤其是附着力较差的问题。通过化学方法将稳定的碳羟基硅油引入到树脂体系中，赋予涂层一定的污损脱附能力，并结合水凝胶的动态表面和动态结构，解决了长效防污问题。本发明工艺简单，操作便利，技术性能优良，效率高，能耗低，且能与氯化橡胶、环氧、聚氨酯、乙烯、丙烯酸等大多数涂料体系配套适用，应用范围广泛。以乙醇为溶剂，对环境基本无毒无害，满足绿色环保的要求。
Claims (4)
1.一种改性丙烯酰胺树脂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
在干燥的环境下，将5-15%的碳羟基硅油滴加到2.1-6.5%的异佛尔酮二异氰酸酯中，反应3—5 h后，然后加入0.7-2.0%的丙烯酸羟乙酯，升温至75-85℃，反应1—2h后，降至室温，加入36-39.7%的乙醇，然后加热至回流，滴加含有6-8%的甲基丙烯酸甲酯、2%的丙烯酸乙酯、2%的丙烯酸丁酯、35-40%的丙烯酰胺及0.5%的过氧化二苯甲酰的混合液，完毕后保温2-4h后得到改性丙烯酰胺树脂溶液，合成路线如下：
。
2.根据权利要求1所述的一种改性丙烯酰胺树脂的制备方法，其特征在于，所述的碳羟基硅油的平均分子量为990。
3.一种含有权利要求1改性丙烯酰胺树脂的长效水凝胶防污漆的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：：
甲组分：改性丙烯酰胺树脂：65-80%
羟基硅油：3-9%
二甲基环己胺：5-10%
四乙烯三胺：1-2%
SeaNine 211：3-10%
乙醇：10-25%
乙组分：KH560：甲组分总质量4%-9%
甲组分各部分总和为100%，乙组分——KH560为甲组分总质量的4%-9% ，将甲乙两组分混合均匀后即得到所述的长效水凝胶防污漆。
4.根据权利要求3所述的一种含有权利要求1改性丙烯酰胺树脂的长效水凝胶防污漆的制备方法，其特征在于，所述羟基硅油的平均分子量为400。
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