CN104559706A - 一种高韧性高防污性能船舶涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高韧性高防污性能船舶涂料，其原料按重量份包括：醇酸树脂30-33份，酚醛树脂22-25份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球24-27份，乙基纤维素5-8份，改性凹凸棒土8-9份，纳米蒙脱土2-4份，硅烷偶联剂A-172？0.8-1.2份，颜料1.5-1.8份，消泡剂1.2-1.5份，平流剂0.8-1.2份，固化剂1-1.3份，乳化剂2.2-2.5份，防霉剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.6份，有机溶剂48-51份。本发明韧性好、防污性能优异且附着力高、与金属界面相容性好，能够满足船舶制造业对高品质涂料的要求。

Description

一种高韧性高防污性能船舶涂料
技术领域
本发明涉及船舶涂料技术领域，尤其涉及一种高韧性高防污性能船舶涂料。
背景技术
船舶涂料是船舶制造业中的一种重要原材料，能够防止水生生物和其他污染物对船体的侵蚀导致的船舶损毁，同时保证船舶的机动性和航速。随着海洋特别是近海海域中污染物的增加，船舶的防污性能越来越受到重视，纳米粒子作为一种新型去污方式受到越来越多企业的青睐，其中，纳米铁因其极高的表面积和化学反应活性，被用来处理多种有机污染物、有机农药、染料、卤化烷烃等污染物，而传统的二氧化钛也因具备优异的光催化剂分解有机污染物能力而备受关注，如何将这些新技术应用与船舶涂料领域成为目前研究的一个重要方向。同时，船舶在使用过程中，由于温度变化导致船体容易发生细微的扩张或收缩等形变，而涂覆于船体表面的涂料也随着这些形变而产生形变，严重时能够导致原本密布在船体表面的涂料产生缝隙，这就对船舶涂料的韧性提出了极高的要求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高韧性高防污性能船舶涂料，本发明韧性好、防污性能优异且附着力高、与金属界面相容性好，能够满足船舶制造业对高品质涂料的要求。
本发明提出的一种高韧性高防污性能船舶涂料，其原料按重量份包括：醇酸树脂30-33份，酚醛树脂28-32份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球24-27份，乙基纤维素5-8份，改性凹凸棒土8-9份，纳米蒙脱土2-4份，硅烷偶联剂A-1720.8-1.2份，颜料1.5-1.8份，消泡剂1.2-1.5份，平流剂0.8-1.2份，固化剂1-1.3份，乳化剂2.2-2.5份，防霉剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.6份，有机溶剂48-51份；
铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，将氯化铁、纳米二氧化钛、钛酸四正丁酯、硼氢化钠、正丁醇、去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温并保温后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、聚甲基丙烯酸钠、去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温，继续加入苯乙烯、二乙烯基苯、过硫酸钾，升温并保温，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
优选地，醇酸树脂的油度为60-63wt％。
优选地，醇酸树脂、酚醛树脂、铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的重量比为31-32：29-31：25-26。
优选地，其原料按重量份包括：醇酸树脂31-32份，酚醛树脂29-31份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球25-26份，乙基纤维素6-7份，改性凹凸棒土8.5-8.8份，纳米蒙脱土2.5-3份，硅烷偶联剂A-1720.9-1份，颜料1.6-1.7份，消泡剂1.3-1.4份，平流剂0.9-1.1份，固化剂1.1-1.2份，乳化剂2.3-2.4份，防霉剂0.6-0.7份，分散剂0.3-0.5份，有机溶剂49-50份。
优选地，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，按重量份将1.2-1.5份氯化铁、0.6-0.9份纳米二氧化钛、0.2-0.3份钛酸四正丁酯、0.5-0.8份硼氢化钠、8-10份正丁醇、20-25份去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温至125-135℃并保温10-12h后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、0.3-0.6份正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、0.3-0.6份聚甲基丙烯酸钠、130-160份去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温至56-60℃，继续加入16-19份苯乙烯、5-8份二乙烯基苯、0.7-1份过硫酸钾，升温至82-86℃并保温2-4h，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
优选地，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，按重量份将1.3-1.4份氯化铁、0.7-0.8份纳米二氧化钛、0.22-0.26份钛酸四正丁酯、0.6-0.7份硼氢化钠、8.5-9份正丁醇、22-24份去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温至128-132℃并保温10.5-11h后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、0.4-0.5份正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、0.4-0.5份聚甲基丙烯酸钠、140-150份去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温至57-58℃，继续加入17-18份苯乙烯、6-7份二乙烯基苯、0.8-0.9份过硫酸钾，升温至83-85℃并保温2.5-3h，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
本发明采用醇酸树脂、酚醛树脂、铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球为
主料，使本发明具备优良的韧性、和极佳的防污性能；其中，油度为60-63wt％的醇酸树脂弱极性结构含量高，溶解性好，使本发明具有较好的光泽高、刷涂性、流平性；铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球中包含的铁和二氧化钛具有极佳的防污性能，制备过程中，纳米铁以硼氢化钠为还原剂进行改性，大大提高了本发明中纳米铁的稳定性和还原转化污染物的能力，同时添加的纳米二氧化钛能够在钛酸四正丁酯的作用下，均匀、稳定地分散在本发明中，作为光催化剂分解有机污染物，进一步加强了本发明的防污能力；而正丁醇作为分散剂的加入，一方面提高了纳米铁的分散性和稳定性，另一方面大幅降低了纳米铁与分散界面张力，提高了本发明与金属界面的相容程度，大大提高了本发明的附着力；通过正辛烷的表面包覆，减缓了铁离子的氧化速度，加强了铁离子的抗氧化性能，提高了纳米铁粉的纯度，同时，使纳米铁粉稳定、均匀地分散在本发明之中；苯乙烯和二乙烯基苯在引发剂过硫酸钾的作用下形成的聚苯乙烯微球，具有稳定性好、包覆能力强的特点，同时以聚甲基丙烯酸钠作为分散剂，能够控制本发明的交联度，避免聚苯乙烯微球之间过度交联、聚团，而聚苯乙烯微球包覆上述改性后的纳米铁，降低了减缓了铁离子的氧化速度，加强了铁离子的抗氧化性能，提高了纳米铁的稳定性和还原转化污染物的能力；辅助添加的乙基纤维素能够大大提高本发明中主料的相容性，同时使本发明具备良好的成膜特性；改性凹凸棒土、纳米蒙脱土的添加，能够在硅烷偶联剂A-172的作用下，均匀地分散在本发明之中，提高了本发明的强度，同时也增强了本发明与金属界面的相容性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高韧性高防污性能船舶涂料，其原料按重量份包括：醇酸树脂33份，酚醛树脂28份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球27份，乙基纤维素5份，改性凹凸棒土9份，纳米蒙脱土2份，硅烷偶联剂A-1721.2份，颜料1.5份，消泡剂1.5份，平流剂0.8份，固化剂1.3份，乳化剂2.2份，防霉剂0.8份，分散剂0.2份，有机溶剂51份；其中，醇酸树脂的油度为60wt％；
铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，按重量份将1.4份氯化铁、0.7份纳米二氧化钛、0.26份钛酸四正丁酯、0.6份硼氢化钠、9份正丁醇、22份去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温至132℃并保温10.5h后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、0.5份正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、0.4份聚甲基丙烯酸钠、150份去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温至57℃，继续加入18份苯乙烯、6份二乙烯基苯、0.9份过硫酸钾，升温至83℃并保温3h，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
实施例2
本发明提出的一种高韧性高防污性能船舶涂料，其原料按重量份包括：醇酸树脂30份，酚醛树脂32份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球24份，乙基纤维素8份，改性凹凸棒土8份，纳米蒙脱土4份，硅烷偶联剂A-1720.8份，颜料1.8份，消泡剂1.2份，平流剂1.2份，固化剂1份，乳化剂2.5份，防霉剂0.5份，分散剂0.6份，有机溶剂48份；其中，醇酸树脂的油度为63wt％；
铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，按重量份将1.3份氯化铁、0.8份纳米二氧化钛、0.22份钛酸四正丁酯、0.7份硼氢化钠、8.5份正丁醇、24份去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温至128℃并保温11h后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、0.4份正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、0.5份聚甲基丙烯酸钠、140份去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温至58℃，继续加入17份苯乙烯、7份二乙烯基苯、0.8份过硫酸钾，升温至85℃并保温2.5h，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
实施例3
本发明提出的一种高韧性高防污性能船舶涂料，其原料按重量份包括：醇酸树脂32份，酚醛树脂29份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球26份，乙基纤维素6份，改性凹凸棒土8.8份，纳米蒙脱土2.5份，硅烷偶联剂A-1721份，颜料1.6份，消泡剂1.4份，平流剂0.9份，固化剂1.2份，乳化剂2.3份，防霉剂0.7份，分散剂0.3份，有机溶剂50份；其中，醇酸树脂的油度为61wt％；
铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，按重量份将1.5份氯化铁、0.6份纳米二氧化钛、0.3份钛酸四正丁酯、0.5份硼氢化钠、10份正丁醇、20份去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温至135℃并保温10h后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、0.6份正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、0.3份聚甲基丙烯酸钠、160份去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温至56℃，继续加入19份苯乙烯、5份二乙烯基苯、1份过硫酸钾，升温至82℃并保温4h，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
实施例4
本发明提出的一种高韧性高防污性能船舶涂料，其原料按重量份包括：醇酸树脂31份，酚醛树脂31份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球25份，乙基纤维素7份，改性凹凸棒土8.5份，纳米蒙脱土3份，硅烷偶联剂A-1720.9份，颜料1.7份，消泡剂1.3份，平流剂1.1份，固化剂1.1份，乳化剂2.4份，防霉剂0.6份，分散剂0.5份，有机溶剂49份；其中，醇酸树脂的油度为62wt％；
铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，按重量份将1.2份氯化铁、0.9份纳米二氧化钛、0.2份钛酸四正丁酯、0.8份硼氢化钠、8份正丁醇、25份去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温至125℃并保温12h后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、0.3份正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、0.6份聚甲基丙烯酸钠、130份去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温至60℃，继续加入16份苯乙烯、8份二乙烯基苯、0.7份过硫酸钾，升温至86℃并保温2h，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
本发明提出的以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高韧性高防污性能船舶涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：醇酸树脂30-33份，酚醛树脂28-32份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球24-27份，乙基纤维素5-8份，改性凹凸棒土8-9份，纳米蒙脱土2-4份，硅烷偶联剂A-172 0.8-1.2份，颜料1.5-1.8份，消泡剂1.2-1.5份，平流剂0.8-1.2份，固化剂1-1.3份，乳化剂2.2-2.5份，防霉剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.6份，有机溶剂48-51份；
铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，将氯化铁、纳米二氧化钛、钛酸四正丁酯、硼氢化钠、正丁醇、去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温并保温后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、聚甲基丙烯酸钠、去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温，继续加入苯乙烯、二乙烯基苯、过硫酸钾，升温并保温，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
2.根据权利要求1所述高韧性高防污性能船舶涂料，其特征在于，醇酸树脂的油度为60-63wt％。
3.根据权利要求1或2所述高韧性高防污性能船舶涂料，其特征在于，醇酸树脂、酚醛树脂、铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的重量比为31-32：29-31：25-26。
4.根据权利要求1-3任一项所述高韧性高防污性能船舶涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：醇酸树脂31-32份，酚醛树脂29-31份，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球25-26份，乙基纤维素6-7份，改性凹凸棒土8.5-8.8份，纳米蒙脱土2.5-3份，硅烷偶联剂A-172 0.9-1份，颜料1.6-1.7份，消泡剂1.3-1.4份，平流剂0.9-1.1份，固化剂1.1-1.2份，乳化剂2.3-2.4份，防霉剂0.6-0.7份，分散剂0.3-0.5份，有机溶剂49-50份。
5.根据权利要求1-4任一项所述高韧性高防污性能船舶涂料，其特征在于，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，按重量份将1.2-1.5份氯化铁、0.6-0.9份纳米二氧化钛、0.2-0.3份钛酸四正丁酯、0.5-0.8份硼氢化钠、8-10份正丁醇、20-25份去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温至125-135℃并保温10-12h后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、0.3-0.6份正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、0.3-0.6份聚甲基丙烯酸钠、130-160份去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温至56-60℃，继续加入16-19份苯乙烯、5-8份二乙烯基苯、0.7-1份过硫酸钾，升温至82-86℃并保温2-4h，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
6.根据权利要求1-5任一项所述高韧性高防污性能船舶涂料，其特征在于，铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球的制备过程中，按重量份将1.3-1.4份氯化铁、0.7-0.8份纳米二氧化钛、0.22-0.26份钛酸四正丁酯、0.6-0.7份硼氢化钠、8.5-9份正丁醇、22-24份去离子水加入第一反应容器，将第一反应容器及其内容物升温至128-132℃并保温10.5-11h后，冷却、清洗、干燥得到物料A，将物料A、0.4-0.5份正辛烷加入第二反应容器，搅拌后清洗、干燥得到物料B；将物料B、0.4-0.5份聚甲基丙烯酸钠、140-150份去离子水加入第三反应容器，搅拌后升温至57-58℃，继续加入17-18份苯乙烯、6-7份二乙烯基苯、0.8-0.9份过硫酸钾，升温至83-85℃并保温2.5-3h，抽滤、冲洗、干燥得到铁-二氧化钛复合改性聚苯乙烯微球。
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