CN106280991A - 一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料及其制备方法，本发明应用大分子有机胺与硅烷交联剂反应，再与羟基硅氧烷反应，形成固化交联体，以叔胺化合物为催化剂，获得反应速率适当的连接涂料，较有机重金属催化剂更环保，更高效；甲乙组分混合后适用期可达60mi n(23℃±2℃)；固化后涂层对环氧防锈底漆强度可达1.2MPa，对污损释放型防污漆连接强度高于防污漆自身强度。

Description

一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工材料技术领域，具体地说是一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料及其制备方法。
背景技术
国际海事组织规定2008年以后全面禁止使用含有机锡的防污涂料；目前使用最广的防污漆为含氧化亚铜防污涂料，由于氧化亚铜一样会造成水体污染，危机海洋生物，影响食物链安全，最终危害到人类健康。因此，含氧化亚铜防污涂料的使用也已受到越来越多的关注，被禁止只是时间问题。开发无毒环保防污涂料成为未来发展的主流趋势。
污损释放型防污涂料是一种无释放防污毒剂、环保的涂料，它是利用涂料表面本身所具有的低表面能特性使海生物难以附着；即便发生海生物附着，低的弹性模量使附着物在船舶航行时水的剪切力作用下或者高压水冲刷下很容易被清除。这种防污机理带来低表面能有机硅防污涂料具有如下问题：①与基材的附着力差，重涂性差；②强度差，表面易划伤破损。
当前与污损释放型防污漆配套的防锈底漆为环氧或改性环氧类防锈漆，由于物化性能的差异以及污损释放型防污漆附着力差等原因，防污漆无法直接涂覆在防锈底漆上，为了保证防污漆的附着牢固性，一般解决方法是在两涂层间引入过渡层，即连接漆或中间封闭漆。
中国专利申请CN201410550964.3公布了一种有机硅中间连接漆，这种连接漆由羟基硅油、硅烷偶联剂、硅烷交联剂和有机锡催化剂构成，具有较好的力学性能，附着强度可达1.18MPa。但其组分分为甲乙丙三部分，应用起来比较不方便；所用催化剂为有机锡类重金属不环保化合物；体系混合凝胶时间快，涂装时间受限，且来不及在底漆表面很好的铺展开，影响附着连接。
中国专利申请200910055159.2公布了一种用于有机硅防污体系的增强涂层结合力的环氧连接漆，其主要由双酚A环氧树脂、改性聚酰胺类固化剂、成膜助剂等组成，这种连接涂料成分构成与环氧底漆基本一致，与低表面能有机硅防污漆成分差异较大，无法提供污损释放型防污漆附着所需的锚固点或结合点，对防污漆的连接性能有待提高。
因此，当前技术中有机硅树脂体系固化时间过快，涂装不方便，对底漆润湿不足，应用毒性较大的有机锡重金属催化剂；而环氧体系与污损释放型防污漆连接性能不高。
发明内容
本发明的主要目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种固化时间可控、不含有机锡类重金属物质、强度高的有机硅连接涂料及其制备方法。
本发明提供一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，主要由如下重量份的原料制成：
甲组分：羟基聚硅氧烷40-60份、硅烷偶联剂3-7份、硅烷交联剂10-20份、触变剂1-2份、颜料2-4份、填料18-23份、溶剂4-6份；
乙组分：有机胺类固化剂2.5-5份、有机叔胺催化剂0.3-0.5份、溶剂4.5-7.2份。
进一步地，所述羟基聚硅氧烷选自粘度范围在2500cP-10000cP之间的两种或两种以上，且每种羟基聚硅氧烷的粘度依次相差至少1000cP。
进一步地，所述硅烷偶联剂选自3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
进一步地，所述硅烷交联剂为正硅酸乙酯或其预聚物。
进一步地，所述有机胺类固化剂选自腰果壳油改性酚醛胺、聚酰胺、脂环胺中的至少一种。
进一步地，所述有机叔胺催化剂选自十二叔胺、十四叔胺、十六叔胺中的至少一种。
进一步地，所述触变剂为气相二氧化硅和聚酰胺蜡中的至少一种。
进一步地，所述溶剂为二甲苯、三甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、丙酮、甲基异丁基甲酮中的一种。
进一步地，所述颜料选自钛白、铁黄、铁红、碳黑等。
进一步地，所述填料选自绢云母、云母粉、铁钛粉、滑石粉、长石粉，优选其中三种。
上述适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料的制备方法，其中：
甲组分制备方法为：将羟基聚硅氧烷、硅烷偶联剂、硅烷交联剂和溶剂以2000rpm转速分散，搅拌均匀；加入触变剂，以2000rpm转速分散10-20min；再加入颜料和填料，以2000rpm转速分散40min，获得细度在60μm以下的甲组分；
乙组分的制备方法为：在有机胺类固化剂中加入有机叔胺催化剂，共混均匀，获得乙组分。
本发明的一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，由于采用大分子有机胺类为固化剂，可以有效控制涂料固化速率。这种固化剂分子量大，分子链较长，有空间位阻作用，能减缓与硅烷交联剂的反应速率，反应速率适当有利涂层润湿铺展，从而有效提高与底漆的层间附着强度。而现有技术采用小分子胺类硅烷偶联剂作为固化剂，其分子量小，空间位阻作用小，活性高，反应速率不易控制，影响实际应用及强度。
本发明选用有机叔胺为催化剂，通过催化剂进一步控制大分子有机胺固化速率，这种催化剂为有机化合物，添加量仅为大分子有机胺的10％左右，不含任何重金属元素，较重金属催化剂更环保。
本发明提供的一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料可用于环氧防锈底漆和污损释放型防污漆中间过渡涂层，起到桥接作用。本连接涂料应用大分子有机胺与硅烷交联剂反应，再与羟基硅氧烷反应，形成固化交联体，以叔胺化合物为催化剂，获得反应速率适当的连接涂料，较有机重金属催化剂更环保，更高效；甲乙组分混合后适用期可达60min(23℃±2℃)；固化后涂层对环氧防锈底漆强度可达1.1MPa，对污损释放型防污漆连接强度高于防污漆自身强度。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行进一步说明，表1为本发明提供的3个优选实施例。
表1 实施例
甲组分制备方法为：将羟基聚硅氧烷、硅烷偶联剂、硅烷交联剂和溶剂以2000rpm转速分散，搅拌均匀；加入触变剂，以2000rpm转速分散10-20min；再加入颜料和填料，以2000rpm转速分散40min，获得细度在60μm以下的甲组分；
乙组分的制备方法为：在有机胺类固化剂中加入有机叔胺催化剂，共混均匀，获得乙组分。
其中：
实施例1中有机胺类固化剂的具体成分为腰果壳油改性酚醛胺，有机叔胺催化剂的具体成分为十二叔胺，溶剂的具体成分为二甲苯或丙酮；
实施例2中有机胺类固化剂的具体成分为聚酰胺，有机叔胺催化剂的具体成分为十四叔胺，溶剂的具体成分为二甲苯或丙酮；
实施例3中有机胺类固化剂的具体成分为脂环胺，有机叔胺催化剂的具体成分为十六叔胺，溶剂的具体成分为二甲苯或丙酮。
表2为本发明一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料的主要验证技术指标。
表2
将上述3个实施例的甲乙组分按甲：乙＝10：1(质量比)进行性能测试，并与现有的对比样本进行对比，测试结果如表3所示。
表3
由表3可以看出，本发明提供的有机硅连接涂料在粘度、适用期以及强度等性能上均优于现有的连接涂料，比较适合用于船舶水线以下的部位。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，其特征在于主要由如下重量份的原料制成：
甲组分：羟基聚硅氧烷40-60份、硅烷偶联剂3-7份、硅烷交联剂10-20份、触变剂1-2份、颜料2-4份、填料18-23份、溶剂4-6份；
乙组分：有机胺类固化剂2.5-5份、有机叔胺催化剂0.3-0.5份、溶剂4.5-7.2份。
2.如权利要求1所述的适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，其特征在于：所述羟基聚硅氧烷选自粘度范围在2500cP-10000cP之间的两种或两种以上，且每种羟基聚硅氧烷的粘度依次相差至少1000cP。
3.如权利要求1所述的适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
4.如权利要求1所述的适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，其特征在于：所述硅烷交联剂为正硅酸乙酯或其预聚物。
5.如权利要求1所述的适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，其特征在于：所述有机胺类固化剂选自腰果壳油改性酚醛胺、聚酰胺、脂环胺中的至少一种。
6.如权利要求1所述的适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，其特征在于：所述有机叔胺催化剂选自十二叔胺、十四叔胺、十六叔胺中的至少一种。
7.如权利要求1所述的适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，其特征在于：所述触变剂为气相二氧化硅和聚酰胺蜡中的至少一种。
8.如权利要求1所述的适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料，其特征在于：所述溶剂为二甲苯、三甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、丙酮、甲基异丁基甲酮中的一种。
9.一种权利要求1所述适用于船舶水线以下的有机硅连接涂料的制备方法，其特征在于：
甲组分制备方法为：将羟基聚硅氧烷、硅烷偶联剂、硅烷交联剂和溶剂以2000rpm转速分散，搅拌均匀；加入触变剂，以2000rpm转速分散10-20min；再加入颜料和填料，以2000rpm转速分散40min，获得细度在60μm以下的甲组分；
乙组分的制备方法为：在有机胺类固化剂中加入有机叔胺催化剂和溶剂，共混均匀，获得乙组分。
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