CN104610826B - 一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料及其制备方法 - Google Patents

一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料及其制备方法，本发明采用含侧甲基丙烯酸锌聚合物作为涂层成膜剂，利用侧甲基的排列降低涂层表面粗糙度，同时采用粒径均匀的氧化亚铜和氧化锌作为防污剂，减少粉料填充空隙，使粉料填充均匀，进一步降低涂层表面粗糙度，使涂层表面具有光滑、低摩擦的特性，其粗糙度远低于国外品牌同类产品，本发明可推广应用于新造、修造的近海及远洋船舶等，具有良好的应用前景。

Description

一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种防污涂料及其制备方法，尤其涉及一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料及其制备方法，具体涉及一种具有减阻功能的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料及其制备方法。
【背景技术】
已知的，船舶航行阻力分为船型结构阻力和表面磨擦阻力，在两者共同作用下，直接影响着船舶航行速度及能耗成本，其中船舶表面磨擦阻力大小与船舶防污涂料类型息息相关，其原因为：随着杀生剂的释放，防污涂层表面会形成较为粗糙的树脂骨架结构，导致涂层表面粗糙，增加船舶表面磨擦阻力。
针对上述问题，国外涂料巨头开展了相关研究，国际油漆开发商采用丙烯酸硅烷聚合物或丙烯酸铜聚合物为树脂基料的自抛光防污漆，具有表面光滑、低磨擦的特性，适合应用于远洋船舶等船型，如Intersmooth 7465Si、Intersmooth 7465HS；佐敦涂料也开发了类似产品，佐敦开发了以丙烯酸硅烷聚合物为基料的自抛光防污漆，同样具有表面光滑、低磨擦的表面特性，如Seamate，可适用于远洋船舶等船型。基于国外涂料公司的统计，对比应用上述表面光滑、低摩擦自抛光防污漆和常规防污漆的船舶，表面光滑、低摩擦自抛光防污涂层表面粗糙度可降至150µm以下，同时能耗可降低15%，说明该类型的自抛光防污涂料不仅具有良好的表面光滑特性，同时具有节能减阻的作用，但是其效果还是不太理想。
【发明内容】
为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料及其制备方法，本发明采用含侧甲基丙烯酸锌聚合物作为涂层成膜剂，利用侧甲基的排列降低涂层表面粗糙度，同时采用粒径均匀的氧化亚铜和氧化锌作为防污剂，减少粉料填充空隙，使粉料填充均匀，进一步降低涂层表面粗糙度，使涂层表面具有光滑、低摩擦的特性。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，按质量百分比包括如下成分：
侧甲基丙烯酸锌聚合物 11～15%；
松香液 13～30%；
氧化亚铜 33～40%；
氧化锌 10～15%；
辅助防污剂 3～7%；
颜料 0.5～1%；
触变剂 0.5～1%；
疏水调节剂 2～4%；
溶剂 6～8%。
所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，所述松香液为以二甲苯为溶剂，将松香或石灰松香配制成60%松香液。
所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，所述氧化亚铜为粒径为小于2.5µm的电解型氧化亚铜或改性氧化亚铜中的任意一种。
所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，所述氧化锌为一级氧化锌或冶炼氧化锌或改性氧化锌。
所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，所述辅助防污剂为代森锌或ECONEA或吡啶硫酮铜或吡啶硫酮锌或三氯苯基马来酰亚胺。
所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，所述颜料为炭黑浆或铁红。
所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，所述触变剂为聚酰胺蜡或有机膨润土或气相二氧化硅。
所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，所述疏水调节剂R40氯化石蜡或R70氯化石蜡。
所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，所述溶剂为二甲苯或正丁醇或醋酸乙酯或煤焦油或环己酮或苯乙酮或异丁醇或异丙醇或醋酸甲酯或醋酸异戊酯中的任意一种或两种混合溶剂或三种混合溶剂。
一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
一、制备松香液：
首先以二甲苯为溶剂，将松香或石灰松香配制成60%松香液；
二、采用球磨法制备防污涂料：
接上步，称取总量11～15%的侧甲基丙烯酸锌聚合物、13～30%的松香液、33～40%的氧化亚铜、10～15%的氧化锌、3～7%的辅助防污剂、0.5～1%的颜料、2～4%的疏水调节剂、6～8%的溶剂，按照上述次序加入到分散罐中，球磨15～30h，直至细度达到80µm以下；再将0.5～1%的触变剂添加到分散罐，继续球磨15～30h，检查触变剂是否分散均匀，若分散均匀，则可过滤出料；反之则继续球磨直至分散均匀；
三、采用高速分散法制备防污涂料：
第二步的替换方法为，称取总量11～15%的侧甲基丙烯酸锌聚合物、13～30%的松香液、10～15%的氧化锌、3～7%的辅助防污剂、0.5～1%的颜料、2～4%的疏水调节剂，按照上述次序加入到分散罐中，高速分散1～5h，直至细度达到80µm以下；继续添加33～40%的氧化亚铜、6～8%的溶剂至分散罐中，高速分散20～60min，直至细度达到80µm；再将0.5～1%的触变剂添加到分散罐，继续分散10～30 min，检查触变剂是否分散均匀，若分散均匀，则可过滤出料；反之则继续球磨直至分散均匀；
四、采用砂磨分散法制备防污涂料：
第二步的另一替换方法为，称取总量11～15%的侧甲基丙烯酸锌聚合物、13～30%的松香液、10～15%的氧化锌、3～7%的辅助防污剂、0.5～1%的颜料、2～4%疏水调节剂，按照上述次序加入到分散罐中，添加40～50%总量的石英砂作为砂磨粒子，砂磨分散1～3h，直至细度达到80µm以下；继续添加33～40%的氧化亚铜、6～8%的溶剂至分散罐中，砂磨分散10～30min，直至细度达到80µm；再将0.5～1%的触变剂添加到分散罐，继续分散10～30min，检查触变剂是否分散均匀，若分散均匀，则可过滤出料；反之则继续球磨直至分散均匀。
采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明所述的一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料及其制备方法，本发明采用含侧甲基丙烯酸锌聚合物作为涂层成膜剂，利用侧甲基的排列降低涂层表面粗糙度，同时采用粒径均匀的氧化亚铜和氧化锌作为防污剂，减少粉料填充空隙，使粉料填充均匀，进一步降低涂层表面粗糙度，使涂层表面具有光滑、低摩擦的特性，其粗糙度远低于国外品牌同类产品，本发明通过侧甲基丙烯酸锌聚合物的侧甲基定向排列，避免因树脂排序混乱造成涂层抛光水解后表面粗糙度增加，同时采用粒径均匀的防污剂，有利于控制涂层填充匹配，提高堆积均匀性，进一步降低涂层表面粗糙度，从而使涂层具有减阻的功能，本发明可推广应用于新造、修造的近海及远洋船舶等，具有良好的应用前景。
【附图说明】
图1是本发明防污涂层的剖面示意图；
在图中：1、侧甲基；2、辅助防污剂。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
本发明所述的一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，按质量百分比包括如下成分：
侧甲基丙烯酸锌聚合物 11～15%； 松香液 13～30%；
氧化亚铜 33～40%； 氧化锌 10～15%；
辅助防污剂 3～7%； 颜料 0.5～1%；
触变剂 0.5～1%； 疏水调节剂 2～4%；
溶剂 6～8%。
其中所述松香液为以二甲苯为溶剂，将松香或石灰松香配制成60%松香液；所述氧化亚铜为粒径为小于2.5µm的电解型氧化亚铜或改性氧化亚铜中的任意一种；所述氧化锌为一级氧化锌或冶炼氧化锌或改性氧化锌；所述辅助防污剂为代森锌或ECONEA或吡啶硫酮铜或吡啶硫酮锌或三氯苯基马来酰亚胺；所述颜料为炭黑浆或铁红；所述触变剂为聚酰胺蜡或有机膨润土或气相二氧化硅；所述疏水调节剂R40氯化石蜡或R70氯化石蜡；所述溶剂为二甲苯或正丁醇或醋酸乙酯或煤焦油或环己酮或苯乙酮或异丁醇或异丙醇或醋酸甲酯或醋酸异戊酯中的任意一种或两种混合溶剂或三种混合溶剂。
本发明所述的一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
一、制备松香液：
首先以二甲苯为溶剂，将松香或石灰松香配制成60%松香液；
二、采用球磨法制备防污涂料：
接上步，称取总量11～15%的侧甲基丙烯酸锌聚合物、13～30%的松香液、33～40%的氧化亚铜、10～15%的氧化锌、3～7%的辅助防污剂、0.5～1%的颜料、2～4%的疏水调节剂、6～8%的溶剂，按照上述次序加入到分散罐中，球磨15～30h，直至细度达到80µm以下；再将0.5～1%的触变剂添加到分散罐，继续球磨15～30h，检查触变剂是否分散均匀，若分散均匀，则可过滤出料；反之则继续球磨直至分散均匀；
三、采用高速分散法制备防污涂料：
第二步的替换方法为，称取总量11～15%的侧甲基丙烯酸锌聚合物、13～30%的松香液、10～15%的氧化锌、3～7%的辅助防污剂、0.5～1%的颜料、2～4%的疏水调节剂，按照上述次序加入到分散罐中，高速分散1～5h，直至细度达到80µm以下；继续添加33～40%的氧化亚铜、6～8%的溶剂至分散罐中，高速分散20～60min，直至细度达到80µm；再将0.5～1%的触变剂添加到分散罐，继续分散10～30 min，检查触变剂是否分散均匀，若分散均匀，则可过滤出料；反之则继续球磨直至分散均匀；
四、采用砂磨分散法制备防污涂料：
第二步的另一替换方法为，称取总量11～15%的侧甲基丙烯酸锌聚合物、13～30%的松香液、10～15%的氧化锌、3～7%的辅助防污剂、0.5～1%的颜料、2～4%疏水调节剂，按照上述次序加入到分散罐中，添加40～50%总量的石英砂作为砂磨粒子，砂磨分散1～3h，直至细度达到80µm以下；继续添加33～40%的氧化亚铜、6～8%的溶剂至分散罐中，砂磨分散10～30min，直至细度达到80µm；再将0.5～1%的触变剂添加到分散罐，继续分散10～30min，检查触变剂是否分散均匀，若分散均匀，则可过滤出料；反之则继续球磨直至分散均匀。
结合附图1本发明通过含侧甲基丙烯酸锌聚合物的侧甲基1定向排列（其中侧甲基1指的是侧甲基丙烯酸锌聚合物主链的单元结构中含有甲基，该甲基与单元结构是以共价键形式存在的，非常稳定，其与带侧链环状化合物不同，带侧链环状化合物指的是侧甲基丙烯酸锌聚合物主链结构的侧链羧基以离子键的形式与环状化合物结合，结构不够稳定，易水解等），避免因侧甲基丙烯酸锌聚合物排序混乱造成涂层抛光水解后表面粗糙度增加，同时采用粒径均匀的氧化亚铜、氧化锌、辅助防污剂2，有利于控制涂层填充匹配，提高堆积均匀性，进一步降低涂层表面粗糙度，从而使涂层具有减阻的功能。
本发明中侧甲基丙烯酸锌聚合物为含10%～30%侧甲基单体含量丙烯酸锌聚合物。
本发明的具体实施例如下：
涂料的组成如下表所示：
涂料的组成
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (7)

1.一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，其特征是：按质量百分比包括如下成分：
侧甲基丙烯酸锌聚合物 11～15%；
松香液 13～30%；
氧化亚铜 33～40%；
氧化锌 10～15%；
辅助防污剂 3～7%；
颜料 0.5～1%；
触变剂 0.5～1%；
疏水调节剂 2～4%；
溶剂 6～8%；
其中所述氧化锌为一级氧化锌或冶炼氧化锌或改性氧化锌；
所述疏水调节剂为R40氯化石蜡或R70氯化石蜡；
所述氧化亚铜为粒径小于2.5µm的电解型氧化亚铜或改性氧化亚铜中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，其特征是：所述松香液为以二甲苯为溶剂，将松香或石灰松香配制成60%松香液。
3.根据权利要求1所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，其特征是：所述辅助防污剂为代森锌或ECONEA或吡啶硫酮铜或吡啶硫酮锌或三氯苯基马来酰亚胺。
4.根据权利要求1所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，其特征是：所述颜料为炭黑浆或铁红。
5.根据权利要求1所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，其特征是：所述触变剂为聚酰胺蜡或有机膨润土或气相二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料，其特征是：所述溶剂为二甲苯或正丁醇或醋酸乙酯或煤焦油或环己酮或苯乙酮或异丁醇或异丙醇或醋酸甲酯或醋酸异戊酯中的任意一种或两种混合溶剂或三种混合溶剂。
7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的一种水解型丙烯酸锌自抛光防污涂料的制备方法，其特征是：具体包括如下步骤：
一、制备松香液：
首先以二甲苯为溶剂，将松香或石灰松香配制成60%松香液；
二、采用球磨法制备防污涂料：
接上步，称取总量11～15%的侧甲基丙烯酸锌聚合物、13～30%的松香液、33～40%的氧化亚铜、10～15%的氧化锌、3～7%的辅助防污剂、0.5～1%的颜料、2～4%的疏水调节剂、6～8%的溶剂，按照上述次序加入到分散罐中，球磨15～30h，直至细度达到80µm以下；再将0.5～1%的触变剂添加到分散罐，继续球磨15～30h，检查触变剂是否分散均匀，若分散均匀，则可过滤出料；反之则继续球磨直至分散均匀；
三、采用高速分散法制备防污涂料：
第二步的替换方法为，称取总量11～15%的侧甲基丙烯酸锌聚合物、13～30%的松香液、10～15%的氧化锌、3～7%的辅助防污剂、0.5～1%的颜料、2～4%的疏水调节剂，按照上述次序加入到分散罐中，高速分散1～5h，直至细度达到80µm以下；继续添加33～40%的氧化亚铜、6～8%的溶剂至分散罐中，高速分散20～60min，直至细度达到80µm；再将0.5～1%的触变剂添加到分散罐，继续分散10～30 min，检查触变剂是否分散均匀，若分散均匀，则可过滤出料；反之则继续球磨直至分散均匀。
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