CN107118683A - 防污涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防污涂料，包括如下重量份的各组分：主链断裂型可降解聚氨酯树脂20～40份，氧化亚铜20～40份，颜填料20～30份，辅助防污助剂5～15份，助剂2～5份，有机溶剂10～20份。与现有技术相比，本发明防污涂料具有防污效果好、释放时间长、对环境友好等优点。此外，本发明还公开了一种防污涂料的制备方法。

Description

防污涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种防污涂料及其制备方法。
背景技术
生物污损是海洋污损生物在人造设备上附着，对设备的运行和安全造成不利影响的一种自然现象。随着海洋资源和能源的开发利用，越来越多的海洋工程设备在海洋水下环境中运行工作，生物污损已经成为人类征服海洋的一个难题，有效、安全的防止海生物污损已成为研究的热点。
滨海核电厂海工构筑物附着海生物后会产生一些不利影响，特别是采用长距离输水隧洞的核电厂，其海生物的附着会增加厂用耗电量，降低机组微增出力，甚至会影响到安全级设备的取水。海洋防污涂料是防止海洋生物污损附着发展的重要技术，不同于船舶等动态设备，海水输水隧洞本身是静止的，海水在隧洞中的流速也较低(一般不大于3m/s)。现有的海洋防污涂料主要应用于船舶等动态设备的防污，但在海水低流速冲刷条件下的防污效果不佳。
目前船用自抛光涂料虽然能够通过降解达到自更新的效果，但是其水解的主链在很大程度上依靠海水冲刷带来的剪切力来进行脱除。因为电厂水体流速远小于船舶航行速度，在一定程度上限制了船用自抛光涂料在电厂设施上的应用。
有鉴于此，确有必要提供一种在海水低流速条件下防污效果好和环境友好的防污涂料及其制备方法，以解决滨海核电厂海生物附着问题。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种在海水低流速条件下防污效果好和环境友好的防污涂料及其制备方法，以解决滨海核电厂海生物附着问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种防污涂料，包括如下重量份的各组分：
主链断裂型可降解聚氨酯树脂20～40份，
氧化亚铜20～40份，
颜填料20～30份，
辅助防污助剂5～15份，
助剂2～5份，
有机溶剂10～20份。
防污涂料的主要作用是通过漆膜中防污剂的逐步渗出，与海洋生物发生作用，杀死或驱走海洋生物，从而阻止海洋生物附着在材料表面，防止海洋生物对海洋工程的污损。
作为本发明防污涂料的一种改进，所述主链断裂型可降解聚氨酯树脂是以聚己内酯(PCL)为软段，丙烯酸三异丙基硅烷酯(PTIPSA)为侧链的主链断裂型可降解聚氨酯树脂。
以聚己内酯(PCL)为软段，丙烯酸三异丙基硅烷酯(PTIPSA)为侧链的主链断裂型可降解聚氨酯树脂不仅硅烷侧链可以水解，主链也可以发生断裂，既能实现材料的自更新，脱除污损生物，也可作为防污剂的可控释放系统。
作为本发明防污涂料的一种改进，所述颜填料为氧化锌、滑石粉、氧化铁红、二氧化钛、二氧化硅、硫酸钡中的一种或几种。
作为本发明防污涂料的一种改进，所述辅助防污助剂为吡啶硫酮铜、N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)、异噻唑啉酮类化合物中的一种或几种。
作为本发明防污涂料的一种改进，所述异噻唑啉酮类化合物为SeaNine-211防污剂。
异噻唑啉酮类防污剂是一种新型的高效广谱杀菌剂，具有高效、低毒、药效持续时间长、对环境安全等优点。SeaNine-211作为异噻唑啉酮类防污剂的一种，对包括粘泥、水草和小甲壳动物在内的大多数主要污染机体都表现出很好的防污活性，而且半衰期短，对环境友好。
作为本发明防污涂料的一种改进，所述有机溶剂为乙酸乙酯、二甲苯中的一种或两种。
作为本发明防污涂料的一种改进，所述助剂为膨润土、二甲基硅油、聚酰胺蜡、白凡士林中的一种或几种。
作为本发明防污涂料的一种改进，所述防污涂料的细度≤50um。
为了实现发明目的，本发明提供了一种防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)向反应容器中加入主链断裂型可降解聚氨酯树脂、氧化亚铜和辅助防污助剂，振荡或搅拌分散一段时间；
2)向反应容器中依次加入助剂、颜填料和有机溶剂，以2000～4000r/min振荡或搅拌分散1～3h；
3)检测涂料细度，得到所需防污涂料。
作为本发明防污涂料制备方法的一种改进，所述振荡或搅拌分散的温度不高于50℃。
作为本发明防污涂料制备方法的一种改进，所述涂料的细度≤50um。
相对于现有技术，本发明防污涂料中通过使用新型主链断裂型可降解聚氨酯树脂与氧化亚铜、辅助防污剂等其他物质混合使用，使得防污剂在低流速的水环境下能进行有效的释放，同时又能通过树脂的降解控制防污剂的释放速率，防污效果好，释放周期长，提高了防污剂的使用率，解决了防污涂料在低流速海水环境下防污剂释放缓慢的问题。本发明防污涂料的制备方法简单实用，适用于工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
实施例1
1)将主链断裂型可降解聚氨酯树脂30份、氧化亚铜20份和SeaNine-211防污剂5份加入带有密封盖的金属罐中，密封后，在涂料快速分散试验机上以转速2000r/min振荡10min，同时对金属罐通冷凝水降温，确保温度不高于50℃；
2)向金属罐中依次加入白凡士林4份，膨润土1份，氧化锌15份，滑石粉15份，二甲苯10份，在涂料快速分散机上以转速3000r/min振荡2h，并通冷凝水降温，确保反应温度不高于50℃；
3)用刮板细度计检测涂料细度，当涂料细度达到50微米以下即得到所需的防污涂料。
将制备好的防污涂料均匀涂覆在挂板表面，使之形成防污涂层，室温充分干燥后，将挂板置于具有海生物的海域进行测试，检测防污涂料的防污性能。经过在海水中浸泡6个月后，取出观察记录结果，经检测没有发现任何海生物附着在挂板表面，防污评分为100，然后将挂板迅速放回海水中继续试验，再经过6个月浸泡后，取出后观察记录结果，此时发现只有极少的海生物附着在挂板表面，防污评分为95。说明本发明制备的防污涂料经过长时间海水浸泡后仍具有很好的防污性能。
防污评分准则见防污漆样板浅海浸泡试验方法GB/T 5370-2007，具体如下：没有任何海生物附着，可评定为100；仅有初级污损生物附着则降至95；有成熟的污损生物，其评分为95-个体附着数量-群体附着覆盖面积。
按照实施例1相同的方法制备实施例2～7和对比例1的防污涂料，同时按照实施例1中所述方法将防污涂料均匀涂覆在挂板表面，并在相同海域中对实施例2～7和对比例1的挂板进行防污测试，并进行海生物附着面积的测量，各实施例和对比例的组成成分和防污测试效果参见表1。
表1实施例1～7和对比例1的组成成分和防污测试效果
从实施例1～7和对比例1可以看出，本发明防污涂料涂覆在挂板表面形成防污涂层后经过6个月和12个月的挂板实验测试发现能够有效避免海生物在挂板上的吸附，具有很好的防污效果，其防污评分能达到90以上，而对比例1的防污涂料经过12个月测试后，测试的挂板上吸附了大量的海生物，其防污评分仅达到18。而且本发明的防污涂料在测试过程中没有发现暴释现象，也没有发现海生物在挂板上死亡，是一种防污效果好、周期长、环境友好的防污涂料。
相对于现有技术，本发明防污涂料中通过使用新型主链断裂型可降解聚氨酯树脂与氧化亚铜、辅助防污剂等其他物质混合使用，使得防污剂在低流速的水环境下能进行有效的释放，同时又能通过树脂的降解控制防污剂的释放速率，防污效果好，释放周期长，提高了防污剂的使用率，解决了防污涂料在低流速海水环境下防污剂释放缓慢的问题。本发明防污涂料的制备方法简单实用，适用于工业化生产。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种防污涂料，其特征在于，包括如下重量份的各组分：
主链断裂型可降解聚氨酯树脂20～40份，
氧化亚铜20～40份，
颜填料20～30份，
辅助防污助剂5～15份，
助剂2～5份，
有机溶剂10～20份。
2.根据权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，所述主链断裂型可降解聚氨酯树脂是以聚己内酯(PCL)为软段，丙烯酸三异丙基硅烷酯(PTIPSA)为侧链的主链断裂型可降解聚氨酯树脂。
3.根据权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，所述颜填料为氧化锌、滑石粉、氧化铁红、二氧化钛、二氧化硅、硫酸钡中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，所述辅助防污助剂为吡啶硫酮铜、N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)、异噻唑啉酮类化合物中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的防污涂料，其特征在于，所述异噻唑啉酮类化合物为SeaNine-211防污剂。
6.根据权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，所述有机溶剂为乙酸乙酯、二甲苯中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，所述助剂为膨润土、二甲基硅油、聚酰胺蜡、白凡士林中的一种或几种。
8.根据权利要求1至7任一项所述的防污涂料，其特征在于，所述防污涂料的细度≤50um。
9.一种如权利要求8所述的防污涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)向反应容器中加入主链断裂型可降解聚氨酯树脂、氧化亚铜和辅助防污助剂，振荡或搅拌分散一段时间；
2)向反应容器中依次加入助剂、颜填料和有机溶剂，以2000～4000r/min振荡或搅拌分散1～3h；
3)检测涂料细度，得到所需防污涂料。
10.根据权利要求9所述的防污涂料的制备方法，其特征在于，所述振荡或搅拌分散的温度不高于50℃。
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