CN108504265A - 不饱和聚酯防污涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

不饱和聚酯防污涂料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种不饱和聚酯防污涂料及其制备方法与应用，不饱和聚酯防污涂料的原料组分按重量份计，包括：不饱和聚酯树脂50～100份、引发剂0.5～2份、填料10～30份、稀释剂30～50份、疏水添加料5～20份、消泡剂0.1～1份和润湿分散剂0.1～1份。本发明通过添加自制的疏水添加料，可以有效提高不饱和聚酯树脂的防污效果；通过添加填料，可以增强不饱和聚酯树脂的机械强度；本发明提供的不饱和聚酯防污涂料力学性能优异，具有较好的疏水自清洁效果，可应用于汽车、风电、高铁、游艇、建筑、造船、化工设备和电子电器等技术领域。

Description

不饱和聚酯防污涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及不饱和聚酯树脂技术领域，具体涉及一种不饱和聚酯防污涂料及其制备方法与应用。
背景技术
不饱和聚酯树脂，由二元醇与不饱和二元酸酐或者不饱和二元羧酸，饱和二元酸酐或饱和二元羧酸熔融缩聚而成的线型预聚物，在加热、光照、辐射以及引发剂作用下与乙烯基单体共聚，交联固化为网络结构的热固性树脂。不饱和聚酯树脂由于优异的成型性和良好的综合使用性能长期受到人们的关注，广泛用于建筑、船舶、汽车、电子电器等领域，是复合材料领域用量最大的一类树脂。
不饱和聚酯树脂用于涂料领域，具有较好的硬度、光泽度，耐磨性好，耐热耐酸碱性能优异，与国家经济建设、国防及日常生活关系日益密切，是表面工程技术的一个重要组成部分。
但是，不饱和聚酯树脂涂料多用于材料表面，要面临外界环境尤其是高温高湿、风吹日晒等恶劣环境的侵蚀，对不饱和聚酯树脂涂料的性能上的要求也有了较高的门槛。特别是目前应用较广的船舶领域，船舶表面附着海洋生物后不仅会使质量增加，严重影响操控及航速，而且还会对船舶表面造成较大程度的腐蚀。
因此，随着技术的发展和提高，为了防止外界环境对材料表面的侵蚀，有必要开发出一种不受外界干扰又满足市场需求的不饱和聚酯树脂涂料及其制备方法，以满足特殊领域的应用需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种不饱和聚酯防污涂料及其制备方法与应用，以提高不饱和聚酯树脂的防污效果、机械强度和疏水自清洁效果，解决不饱和聚酯树脂在耐腐蚀技术领域应用的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明提供了一种不饱和聚酯防污涂料，原料组分按重量份计，包括：不饱和聚酯树脂50～100份、引发剂0.5～2份、填料10～30份、稀释剂30～50份、疏水添加料5～20份、消泡剂0.1～1份和润湿分散剂0.1～1份。
优选地，不饱和聚酯树脂选自邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、双酚A型不饱和聚酯树脂和乙烯基型不饱和聚酯树脂中的一种或多种。
优选地，引发剂选自过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈和月桂基过氧化物中的一种或多种。
优选地，填料选自碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。
优选地，稀释剂选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯中的一种或多种。
优选地，疏水添加料的原料组分按重量份计，包括：聚苯乙烯1～5份、三氯甲烷5～15份和二氧化钛1～5份；疏水添加料的制备方法包括步骤：将聚苯乙烯母粒溶于三氯甲烷中，然后加入二氧化钛，搅拌均匀，得到疏水添加料。需要说明的是，二氧化钛优选为纳米二氧化钛。
优选地，消泡剂为有机硅类消泡剂；润湿分散剂为聚丙烯酸酯类润湿分散剂。
本发明还提供了不饱和聚酯防污涂料的制备方法，包括步骤：将不饱和聚酯树脂、稀释剂和疏水添加料在搅拌下混合，得到树脂混合液；在树脂混合液中依次加入引发剂、填料、消泡剂和润湿分散剂，继续搅拌，然后进行真空脱泡处理，得到不饱和聚酯防污涂料。
优选地，不饱和聚酯防污涂料的制备方法中，搅拌的温度为10℃～50℃，搅拌的时间为1～2小时；继续搅拌的时间为1～2小时。
本发明还保护不饱和聚酯防污涂料在汽车、风电、高铁、游艇、建筑、造船、化工设备和电子电器等技术领域中的应用。
本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明通过添加自制的疏水添加料，可以有效提高该不饱和聚酯树脂的耐磨性，从而增长该不饱和聚酯树脂的使用寿命，可以有效提高不饱和聚酯树脂的防污效果；通过添加填料，可以增强不饱和聚酯树脂的机械强度；并且，加入的疏水添加料和助剂，与不饱和聚酯树脂体系具有较好的相容性；(2)本发明提供的不饱和聚酯防污涂料力学性能优异，具有较好的疏水自清洁效果，制备方法简单，生产成本低。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
本发明提供一种不饱和聚酯防污涂料，原料组分按重量份计，包括：不饱和聚酯树脂50～100份、引发剂0.5～2份、填料10～30份、稀释剂30～50份、疏水添加料5～20份、消泡剂0.1～1份和润湿分散剂0.1～1份。
其中，不饱和聚酯树脂选自邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、双酚A型不饱和聚酯树脂和乙烯基型不饱和聚酯树脂中的一种或多种；
引发剂选自过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈和月桂基过氧化物中的一种或多种；
填料选自碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种；
稀释剂选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯中的一种或多种；
疏水添加料的原料组分按重量份计，包括：聚苯乙烯1～5份、三氯甲烷5～15份和纳米二氧化钛1～5份；制备方法包括步骤：将聚苯乙烯母粒溶于三氯甲烷中，然后加入纳米二氧化钛，搅拌均匀，得到疏水添加料；
消泡剂为有机硅类消泡剂；
润湿分散剂为聚丙烯酸酯类润湿分散剂。
另外，本发明还提供了上述不饱和聚酯防污涂料的制备方法，包括如下步骤：
将不饱和聚酯树脂、稀释剂和疏水添加料在10℃～50℃下搅拌混合1～2小时，得到树脂混合液；
在树脂混合液中依次加入引发剂、填料、消泡剂和润湿分散剂，继续搅拌1～2小时，然后进行真空脱泡处理，得到不饱和聚酯防污涂料。
下面结合具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种不饱和聚酯防污涂料，原料组分按重量份计，包括：
其中，疏水添加料的制备方法包括步骤：将2份聚苯乙烯母粒溶于6份三氯甲烷中，然后加入2份纳米二氧化钛，搅拌均匀，得到疏水添加料。
按上述的原料，采用本发明提供的方法，制备不饱和聚酯防污涂料：
将邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、苯乙烯和疏水添加料在20℃下搅拌混合1小时，得到树脂混合液；
在树脂混合液中依次加入过氧化甲乙酮、碳纤维、消泡剂BYK-028和润湿分散剂BYK-2070，继续搅拌1小时，然后进行真空脱泡处理，得到不饱和聚酯防污涂料。
实施例二
本实施例提供一种不饱和聚酯防污涂料，原料组分按重量份计，包括：
其中，疏水添加料的制备方法包括步骤：将3份聚苯乙烯母粒溶于10份三氯甲烷中，然后加入2份纳米二氧化钛，搅拌均匀，得到疏水添加料。
按上述的原料，采用本发明提供的方法，制备不饱和聚酯防污涂料：
将间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸甲酯和疏水添加料在30℃下搅拌混合2小时，得到树脂混合液；
在树脂混合液中依次加入过氧化环己酮、碳纳米管、消泡剂BYK-025和润湿分散剂BYK-112，继续搅拌2小时，然后进行真空脱泡处理，得到不饱和聚酯防污涂料。
实施例三
本实施例提供一种不饱和聚酯防污涂料，原料组分按重量份计，包括：
其中，疏水添加料的制备方法包括步骤：将4份聚苯乙烯母粒溶于15份三氯甲烷中，然后加入1份纳米二氧化钛，搅拌均匀，得到疏水添加料。
按上述的原料，采用本发明提供的方法，制备不饱和聚酯防污涂料：
将双酚A型不饱和聚酯树脂、丙烯酸酯和疏水添加料在40℃下搅拌混合1小时，得到树脂混合液；
在树脂混合液中依次加入过氧化苯甲酸叔丁酯、石墨烯、消泡剂BYK-045和润湿分散剂BYK-116，继续搅拌2小时，然后进行真空脱泡处理，得到不饱和聚酯防污涂料。
实施例四
本实施例提供一种不饱和聚酯防污涂料，原料组分按重量份计，包括：
其中，疏水添加料的制备方法包括步骤：将5份聚苯乙烯母粒溶于9份三氯甲烷中，然后加入1份纳米二氧化钛，搅拌均匀，得到疏水添加料。
按上述的原料，采用本发明提供的方法，制备不饱和聚酯防污涂料：
将乙烯基型不饱和聚酯树脂、苯乙烯和疏水添加料在50℃下搅拌混合2小时，得到树脂混合液；
在树脂混合液中依次加入过氧化甲乙酮、碳纤维、消泡剂BYK-1615和润湿分散剂BYK-2070，继续搅拌1小时，然后进行真空脱泡处理，得到不饱和聚酯防污涂料。
实施例五
本实施例提供一种不饱和聚酯防污涂料，原料组分按重量份计，包括：
其中，疏水添加料的制备方法包括步骤：将2份聚苯乙烯母粒溶于8份三氯甲烷中，然后加入2份纳米二氧化钛，搅拌均匀，得到疏水添加料。
按上述的原料，采用本发明提供的方法，制备不饱和聚酯防污涂料：
将邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸甲酯和疏水添加料在20℃下搅拌混合1小时，得到树脂混合液；
在树脂混合液中依次加入过氧化环己酮、碳纳米管、消泡剂BYK-065和润湿分散剂BYK-2050，继续搅拌1小时，然后进行真空脱泡处理，得到不饱和聚酯防污涂料。
实施例六
本实施例提供一种不饱和聚酯防污涂料，原料组分按重量份计，包括：
其中，疏水添加料的制备方法包括步骤：将3份聚苯乙烯母粒溶于10份三氯甲烷中，然后加入2份纳米二氧化钛，搅拌均匀，得到疏水添加料。
按上述的原料，采用本发明提供的方法，制备不饱和聚酯防污涂料：
将乙烯基型不饱和聚酯树脂、丙烯酸酯和疏水添加料在30℃下搅拌混合2小时，得到树脂混合液；
在树脂混合液中依次加入过氧化环己酮、石墨烯、消泡剂BYK-141和润湿分散剂BYK-112，继续搅拌2小时，然后进行真空脱泡处理，得到不饱和聚酯防污涂料。
将本发明实施例一至实施例六制备得到的不饱和聚酯防污涂料，通过试验来评价其效果。
测试方法：分别将实施例一至实施例六制备得到的不饱和聚酯防污涂料涂在船舶表面，涂层厚度为1mm。将船舶置于海水中运行38个月，测定船舶表面生物附着面积。
测试结果：结果见下表1所示。
表1船舶表面生物附着面积结果
本发明制备得到的不饱和聚酯防污涂料符合GB/T 6822-2007标准的各项指标。对本发明制备得到的防污涂料进行防污性能测试，产品在38个月内有效防止污损，没有附着力损失、起泡和脱落。
与现有技术相比较，本发明制备得到的不饱和聚酯树脂防污涂料，具有较好的疏水自清洁效果，由于本发明的疏水添加料为聚苯乙烯和二氧化钛混合物，可以有效提高该不饱和聚酯树脂的耐磨性，从而增长该不饱和聚酯树脂的使用寿命；另外本发明通过加入一些填料，还可以加强该不饱和聚酯树脂的机械强度。
当然，除了实施例一至实施例六列举的情况，其他原料组分的配比、制备过程中的各条件和参数等也是可以的。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种不饱和聚酯防污涂料，其特征在于，原料组分按重量份计，包括：
不饱和聚酯树脂50～100份、引发剂0.5～2份、填料10～30份、稀释剂30～50份、疏水添加料5～20份、消泡剂0.1～1份和润湿分散剂0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的不饱和聚酯防污涂料，其特征在于：
所述不饱和聚酯树脂选自邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、双酚A型不饱和聚酯树脂和乙烯基型不饱和聚酯树脂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的不饱和聚酯防污涂料，其特征在于：
所述引发剂选自过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈和月桂基过氧化物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的不饱和聚酯防污涂料，其特征在于：
所述填料选自碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的不饱和聚酯防污涂料，其特征在于：
所述稀释剂选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的不饱和聚酯防污涂料，其特征在于：
所述疏水添加料的原料组分按重量份计，包括聚苯乙烯1～5份、三氯甲烷5～15份和二氧化钛1～5份；
所述疏水添加料的制备方法包括步骤：将聚苯乙烯母粒溶于三氯甲烷中，然后加入二氧化钛，搅拌均匀，得到所述疏水添加料。
7.根据权利要求1所述的不饱和聚酯防污涂料，其特征在于：
所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述润湿分散剂为聚丙烯酸酯类润湿分散剂。
8.权利要求1-7任一项所述的不饱和聚酯防污涂料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将不饱和聚酯树脂、稀释剂和疏水添加料在搅拌下混合，得到树脂混合液；
在所述树脂混合液中依次加入引发剂、填料、消泡剂和润湿分散剂，继续搅拌，然后进行真空脱泡处理，得到所述不饱和聚酯防污涂料。
9.根据权利要求8所述的不饱和聚酯防污涂料的制备方法，其特征在于：
所述搅拌的温度为10℃～50℃，所述搅拌的时间为1～2小时；
所述继续搅拌的时间为1～2小时。
10.权利要求1-7任一项所述的不饱和聚酯防污涂料在汽车、风电、高铁、游艇、建筑、造船、化工设备和电子电器技术领域中的应用。
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