CN110437689A - 一种低表面能环保型海洋防污涂料 - Google Patents

一种低表面能环保型海洋防污涂料 Download PDF

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Abstract

一种低表面能环保型海洋防污涂料，按重量份计包括：树脂基料50‑65份、防污剂25‑35份、松香14‑20份、功能填料10‑25份、颜填料12‑18份、固化剂6‑12份、消泡剂0.4‑0.8份、溶剂30‑60份；所述的树脂基料包括预乳化液的制备和树脂基料的制备；本发明在引发剂作用下，通过自由基共聚反应，将新癸酸乙烯酯和乙烯基三乙氧基硅烷接枝到，新癸酸乙烯酯中的叔碳结构具有强疏水性，高度支链化，接枝到共聚物上有助于降低基体树脂的表面张力，增加涂料与基体之间的粘结力，并有效改善涂料的柔韧性；有机硅氧烷与丙烯酸形成较多的交联点，并且自身存在很多疏水官能团，可改善树脂基料的热粘冷脆、耐候耐水性能和防腐蚀性能。

Description

一种低表面能环保型海洋防污涂料
技术领域
本发明涉及一种低表面能环保型海洋防污涂料。
背景技术
随着人类向海洋大举挺进，海洋经济和海洋产业进一步升级和向多元化发展，迅速发展的海洋产业给世界经济带来巨大贡献的同时，随之而来的海洋污损问题影响了人类的经济活动，不得不引起重视。海洋污损问题是指长期浸泡在海水中的海洋设备、海洋船体等，被海洋中的动物、植物和微生物如藤壶、海藻、贝类等大量附着并生长在其表面，造成一系列的不良后果。目前，涂覆具有防污性能的防污涂料是目前较成熟、有效，应用最为广泛的防污方法。
传统的防污涂料中一般带有锡、铜等重金属会对于环境造成污染，不具备环保性，而且会在生物体内富集而被禁用；所以，研究环境友好型防污涂料是本世纪海洋防污涂料发展的必然趋势，其中包括低表面能防污涂料的研发。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提出了一种低表面能环保型海洋防污涂料，按重量份计包括：树脂基料50-65份、防污剂25-35份、松香14-20份、功能填料10-25份、颜填料12-18份、固化剂6-12份、消泡剂0.4-0.8份、溶剂30-60份；
所述的树脂基料的制备方法如下：
(1)按照质量比为4:1-1.5:0.3-0.5分别称取丙烯酸、新癸酸乙烯酯和乙烯基三乙氧基硅烷得到混合单体，按质量比1:1.5-2.5称取乳化剂十二烷基磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，得到复合乳化剂，按重量份数计将2-3份所述复合乳化剂溶解于20-30份去离子水中，然后加入100份所述混合单体，高速乳化机高速剪切30-45min，得到预乳化液；
(2)按重量份数计，将1-2份引发剂溶解在20-30份去离子水中配置引发剂水溶液，所述引发剂用量为混合单体的0.5-1.5wt％；
(3)取步骤(1)中的预乳化液的一半，滴加步骤(2)中引发剂水溶液的一半量，搅拌条件下缓慢升温至80-90℃，反应2-4h；降温至60-70℃，加入剩余的预乳化液，继续滴加剩余引发剂水溶液，升温至80-90℃，反应1-3h，过滤，烘干得到树脂基料；
所述的防污剂包括辣椒提取物辣椒素、大叶藻提取物P-肉桂酸硫酸酯以及绿藻的萜类次级代谢物，所述的辣椒素、P-肉桂酸硫酸酯和萜类次级代谢物的重量比为2-6:1-2:1-4。
优选地，所述的功能填料为按重量比为2-6:1混合的聚四氟乙烯和石蜡油。
优选地，所述的颜填料为轻质碳酸钙、金红石型钛白粉、云母氧化铁灰、铁红、三聚磷酸铝和滑石粉中的一种或几种，颜料的粒径为100-200nm。
优选地，所述的固化剂为异氰酸酯类固化剂，优选为甲苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和六氢甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
优选地，所述的引发剂为过硫酸铵。
优选地，所述的溶剂为二甲苯与醋酸丁酯以体积比为3-5:1混合的混合溶剂。
优选地，所述的消泡剂为磷酸三丁酯、高级脂肪醇或聚丙烯酰胺中的一种。
一种低表面能环保型海洋防污涂料的制备方法为：按照各组分的配比，将树脂基料和松香全部溶解于混合溶剂中，依次加入防污剂、功能填料、颜填料、固化剂和消泡剂、研磨分散后倒入乳液过滤器内进行过滤，得到成品涂料。
具体合成路线如下：
本发明的有益效果如下：
(1)本发明在引发剂作用下，通过自由基共聚反应，将新癸酸乙烯酯和乙烯基三乙氧基硅烷接枝到，新癸酸乙烯酯中的叔碳结构具有强疏水性，高度支链化，接枝到共聚物上有助于降低基体树脂的表面张力，能有效利用外部剪切作用力，使粘附表面的海洋微生物脱附，实现很好的防污功能；有机硅氧烷与丙烯酸形成较多的交联点，有效地控制了涂料的防污剂缓释及耐盐雾性能、结合力的提升。
(2)将纯天然的生物防污剂与防污涂料的聚合物基质结合使用，不会浸出化合物而污染环境，对于海洋生物具有很好驱避作用的同时，不会毒害生物体而破坏生态平衡，具有对海洋环境无害的优势；多种生物提取物联用，增加防污剂的广谱性，推广防污剂的广泛应用。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种低表面能环保型海洋防污涂料，按重量份计包括：树脂基料55份、防污剂31份、松香18份、功能填料22份、颜填料14份、固化剂9份、消泡剂0.5份、溶剂53份；
所述的树脂基料的制备方法如下：
(1)按照质量比为4:1.2:0.3分别称取丙烯酸、新癸酸乙烯酯和乙烯基三乙氧基硅烷得到混合单体，按质量比1:2.5称取乳化剂十二烷基磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，得到复合乳化剂，按重量份数计将2份所述复合乳化剂溶解于20份去离子水中，然后加入100份所述混合单体，高速乳化机高速剪切30-45min，得到预乳化液；
(2)按重量份数计，将1份引发剂溶解在20份去离子水中配置引发剂水溶液，所述引发剂用量为混合单体的1.5wt％；
(3)取步骤(1)中的预乳化液的一半，滴加步骤(2)中引发剂水溶液的一半量，搅拌条件下缓慢升温至85℃，反应2.5h；降温至65℃，加入剩余的预乳化液，继续滴加剩余引发剂水溶液，升温至85℃，反应1.5h，过滤，烘干得到树脂基料；
所述的防污剂包括辣椒提取物辣椒素、大叶藻提取物P-肉桂酸硫酸酯以及绿藻的萜类次级代谢物，所述的辣椒素、P-肉桂酸硫酸酯和萜类次级代谢物的重量比为4:1:3。
实施例2
一种低表面能环保型海洋防污涂料，按重量份计包括：树脂基料62份、防污剂32份、松香14份、功能填料15份、颜填料17份、固化剂9份、消泡剂0.8份、溶剂48份；
所述的树脂基料的制备方法如下：
(1)按照质量比为4:1.3:0.4分别称取丙烯酸、新癸酸乙烯酯和乙烯基三乙氧基硅烷得到混合单体，按质量比1:2称取乳化剂十二烷基磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，得到复合乳化剂，按重量份数计将3份所述复合乳化剂溶解于30份去离子水中，然后加入100份所述混合单体，高速乳化机高速剪切30-45min，得到预乳化液；
(2)按重量份数计，将2份引发剂溶解在30份去离子水中配置引发剂水溶液，所述引发剂用量为混合单体的0.5wt％；
(3)取步骤(1)中的预乳化液的一半，滴加步骤(2)中引发剂水溶液的一半量，搅拌条件下缓慢升温至90℃，反应2h；降温至65℃，加入剩余的预乳化液，继续滴加剩余引发剂水溶液，升温至90℃，反应1.5h，过滤，烘干得到树脂基料；
所述的防污剂包括辣椒提取物辣椒素、大叶藻提取物P-肉桂酸硫酸酯以及绿藻的萜类次级代谢物，所述的辣椒素、P-肉桂酸硫酸酯和萜类次级代谢物的重量比为5:2:4。
将实施例1-2制备的防污涂料涂覆在钢构件上，具体步骤为：钢构件经过喷砂处理后，粗糙度达到Sa2.5标准后，其可以通过喷涂、滚涂及刷涂等方式施工，涂层厚度根据工艺要求可以达到600μm(干膜)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低表面能环保型海洋防污涂料，其特征在于，按重量份计包括：树脂基料50-65份、防污剂25-35份、松香14-20份、功能填料10-25份、颜填料12-18份、固化剂6-12份、消泡剂0.4-0.8份、溶剂30-60份；
所述的树脂基料的制备方法如下：
(1)按照质量比为4:1-1.5:0.3-0.5分别称取丙烯酸、新癸酸乙烯酯和乙烯基三乙氧基硅烷得到混合单体，按质量比1:1.5-2.5称取乳化剂十二烷基磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚，得到复合乳化剂，按重量份数计将2-3份所述复合乳化剂溶解于20-30份去离子水中，然后加入100份所述混合单体，高速乳化机高速剪切30-45min，得到预乳化液；
(2)按重量份数计，将1-2份引发剂溶解在20-30份去离子水中配置引发剂水溶液，所述引发剂用量为混合单体的0.5-1.5wt％；
(3)取步骤(1)中的预乳化液的一半，滴加步骤(2)中引发剂水溶液的一半量，搅拌条件下缓慢升温至80-90℃，反应2-4h；降温至60-70℃，加入剩余的预乳化液，继续滴加剩余引发剂水溶液，升温至80-90℃，反应1-3h，过滤，烘干得到树脂基料；
所述的防污剂包括辣椒提取物辣椒素、大叶藻提取物P-肉桂酸硫酸酯以及绿藻的萜类次级代谢物，所述的辣椒素、P-肉桂酸硫酸酯和萜类次级代谢物的重量比为2-6:1-2:1-4。
2.根据权利要求1所述的一种低表面能环保型海洋防污涂料，其特征在于，所述的功能填料为按重量比为2-6:1混合的聚四氟乙烯和石蜡油。
3.根据权利要求1所述的一种低表面能环保型海洋防污涂料，其特征在于，所述的颜填料为轻质碳酸钙、金红石型钛白粉、云母氧化铁灰、铁红、三聚磷酸铝和滑石粉中的一种或几种，颜料的粒径为100-200nm。
4.根据权利要求1所述的一种低表面能环保型海洋防污涂料，其特征在于，所述的固化剂为异氰酸酯类固化剂。
5.根据权利要求1所述的一种低表面能环保型海洋防污涂料，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵。
6.根据权利要求1所述的一种低表面能环保型海洋防污涂料，其特征在于，所述的溶剂为二甲苯与醋酸丁酯以体积比为3-5:1混合的混合溶剂。
7.根据权利要求1所述的一种低表面能环保型海洋防污涂料，其特征在于，所述的消泡剂为磷酸三丁酯、高级脂肪醇或聚丙烯酰胺中的一种。
8.按照权利要求1所述的环保型低表面能海洋防污涂料，其特征在于，制备方法为：按照各组分的配比，将树脂基料和松香全部溶解于混合溶剂中，依次加入防污剂、功能填料、颜填料、固化剂和消泡剂、研磨分散后倒入乳液过滤器内进行过滤，得到成品涂料。
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