CN110564290A - 一种硅树脂防污涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅树脂防污涂料及其制备方法和应用。该硅树脂防污涂料为质量比为6‑2:1的第一组分和第二组分；第一组分为正硅酸乙酯的水解产物；第二组分包括复合防污剂。本发明的硅树脂防污涂料可以用于海洋中船舶装置等的防污。本发明还提供了上述硅树脂防污涂料的制备方法。本发明的硅树脂防污涂料的喷涂表面比较光滑，可以长效直接地减少海底生物对船舶的污损。

Description

一种硅树脂防污涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种防污涂料及其制备方法，尤其涉及一种硅树脂防污涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。
背景技术
世界各海区的生物有18000多种是附着动物，600多种是附着植物。船底附着海生物后，会增加阻力、降低航速，使燃料耗用量增加、机械磨损增大。海生物的附着还会破坏漆膜，加速钢板的腐蚀，不仅增加了船舶的维修保养次数和时间，而且降低了船舶的航率。在海洋工程中，海生物对船底的附着和污损一直是本领域亟待解决的技术问题。
防污漆是涂装于船底和海洋水下设备的特殊涂料，防污漆通过漆膜中毒料的渗出、扩散或水解等方式逐步释放毒料，达到防止海洋附着生物附着的目的。
现有的防污漆一般为丙烯酸类的溶剂型防污漆。但是，该类防污漆的表面比较粗糙、硬度不好，海底的附着生物极易附着，对船底造成污染，而且该类防污漆属于有机溶剂型的涂料，不环保，对海洋有污染。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有低表面能，不含苯类溶剂，防止海生物污损的长效防污漆。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种硅树脂防污涂料，该硅树脂防污涂料的原料组成包括质量比为6-2:1的第一组分和第二组分；其中，
第一组分为正硅酸乙酯的水解产物；
第二组分包括复合防污剂。
在本发明的一具体实施方式中，正硅酸乙酯的水解产物是通过以下步骤制备得到的：
将正硅酸乙酯、水、异丙醇、乙醇混合搅拌，搅拌下滴加盐酸，混合水解24h，得到混合物，将混合物按比例加到吗啡啉中，反应250s-350s，得到凝胶，所得凝胶即为正硅酸乙酯的水解产物；
其中，正硅酸乙酯与吗啡啉的体积比为9：1；
正硅酸乙酯与水的添加质量比为80％：10％-15％，正硅酸乙酯、水、异丙醇、乙醇和盐酸的添加质量之和为100％。其中，乙醇、异丙醇和盐酸的添加量，可以根据实际需要自行确定。
在本发明的正硅酸的水解产物中，加吗啡啉时，控制反应时间，可以控制凝胶点，控制产物中官能团数量。
本发明的硅树脂防污涂料，通过特定的正硅酸乙酯的水解产物与第二组分的协同作用，得到了低表面能、抗海生物腐蚀、长效防污的防污涂料。
在本发明的一具体实施方式中，复合防污剂可以含有聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、氧化亚铜、吡啶硫酮铜。
其中，聚乙烯醇缩丁醛起到缓释的作用。
在本发明进一步地一具体实施方式中，复合防污剂可以含有：10重量份-20重量份的聚乙烯醇缩丁醛、10重量份-20重量份的氧化亚铜、5重量份-10重量份的吡啶硫酮铜。
在本发明的一具体实施方式中，第二组分中还可以包括填料、颜料、防沉剂、分散剂和醇类溶剂中的一种或两种以上的组合。
在本发明进一步地具体实施方式中，第二组分中可以含有2重量份-3重量份的颜料、2重量份-4重量份的防沉剂、0.2重量份-0.5重量份的分散剂和5重量份-10重量份的醇类溶剂。
具体地，采用的填料可以为本领域常规的填料。
具体地，采用的颜料为铁红。其中，铁红起到梳理作用，同时具有着色的效果。
具体地，采用的防沉剂为有机膨润土。
具体地，采用的分散剂为BYK-ATU分散剂。
具体地，采用的醇类溶剂为正丁醇和/或异丙醇。
在本发明的一具体实施方式中，第二组分的粘度大于5P，比重为2g/mL-2.5g/mL，细度小于等于50μm。
为了实现上述技术目的，本发明又提供了一种硅树脂防污涂料的制备方法，该制备方法包括：
分别制备第一组分、第二组分；
将第一组分和第二混合，得到硅树脂防污涂料的步骤。
其中，第二组分将第二组分中的各原料直接混合即可。
本发明的硅树脂防污涂料可以用于海洋中船舶装置的防污。这里的装置包括但不限于轮船、游艇、渔船、海洋工程船和海洋工程装置等。
本发明的硅树脂防污涂料用于防污时，喷涂厚度根据需要的防污时间进行调整，喷涂厚度可以为200μm-800μm。比如，当装置需要服役120个月以上时，本发明的硅树脂防污涂料的喷涂厚度可以为600μm-800μm；当装置需要服役96个月时，本发明的硅树脂防污涂料的喷涂厚度可以为600μm左右；当装置需要服役60个月时，本发明的硅树脂防污涂料的喷涂厚度可以为400μm-500μm；当装置需要服役个36个月时，本发明的硅树脂防污涂料的喷涂厚度可以为250μm-300μm。
本发明的硅树脂防污涂料，在船舶高速运转的情况下，脱落后可以直接杀死海底附着的海生物，有效防止海底生物对船舶等底部的污染。
本发明的硅树脂防污涂料具有较低的表面能，表面光滑，可以有效防止海底生物的附着，防止海底生物的污染。
本发明的硅树脂防污涂料可以长时间(3年-10年)有效防止海生物对船船舶的污损，提高航速。
本发明的硅树脂防污涂料不含有双对氯苯基三氯乙烷(DDT)、有机锡、苯类溶剂、国际禁用料等有害物质，可以达到国家环保要求。
本发明的硅树脂防污涂料的干燥快，表干只需要30min，实干2h即可完成，同时本发明的防污涂料可以直接喷涂在底漆上，不需要中间漆，大大缩短了施工期。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种硅树脂防污涂料，其原料组成为：
100重量份的正硅酸乙酯水解产物，15重量份的氧化亚铜，5重量份的吡啶硫酮铜，15重量份的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，0.3重量份的BYK-ATU分散剂，2重量份的铁红，2重量份的有机膨润土，5重量份的异丙醇。
其中，正硅酸乙酯水解产物是通过以下步骤制备得到的：
将64重量份的质量浓度为40％的正硅酸乙酯，与8重量份的蒸馏水、42重量份的异丙醇和乙醇，水解24h，得到混合物，将混合物加到吗啡啉中，反应250s-350s，得到凝胶，凝胶即为正硅酸乙酯的水解产物，其中，正硅酸乙酯与吗啡啉的体积比为9：1；参数如表1所示。
其中，将氧化亚铜，吡啶硫酮铜，BYK-ATU分散剂，铁红，有机膨润土，异丙醇混合，高速分散，得到第二组分，参数如表1所示。
将第一组分和第二组分混合，得到硅树脂防污涂料。
将本实施例的硅树脂防污涂料喷涂在船舶上，喷涂厚度为120μm×2道，测得的数据如表1所示。
实施例2
本实施例提供了一种硅树脂防污涂料，其与实施例1的区别在于，原料组成为：
200重量份的正硅酸乙酯水解产物，10重量份的氧化亚铜，7重量份的吡啶硫酮铜，15重量份的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，0.5重量份的BYK-ATU分散剂，2重量份的铁红，0.5重量份的填料，3重量份的有机膨润土，6重量份的正丁醇。
将本实施例的硅树脂防污涂料喷涂在船舶，喷涂厚度为120μm×4道，测得的数据如表1所示。
实施例3
本实施例提供了一种硅树脂防污涂料，其其与实施例1的区别在于，原料组成为：
300重量份的正硅酸乙酯水解产物，12重量份的氧化亚铜，6重量份的吡啶硫酮铜，20重量份的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，0.4重量份的BYK-ATU分散剂，2重量份的铁红，0.6重量份的填料，4重量份的有机膨润土，7重量份的正丁醇和异丙醇。
将本实施例的硅树脂防污涂料喷涂在船舶上，喷涂厚度为120μm×6道，测得的数据如表1所示。
表1
以上实施例表面，本发明的硅树脂防污涂料可以长期有效的防止海生物对船舶的污损，不含苯类溶剂，而且干燥时间短。

Claims (10)

1.一种硅树脂防污涂料，该硅树脂防污涂料为质量比为6-2:1的第一组分和第二组分；
其中，所述第一组分为正硅酸乙酯的水解产物；
所述第二组分包括复合防污剂。
2.根据权利要求1所述的硅树脂防污涂料，其中，所述正硅酸乙酯的水解产物是通过以下步骤制备得到的：
将正硅酸乙酯、水、异丙醇、乙醇混合搅拌，搅拌下滴加盐酸，混合水解24h，得到混合物，将混合物加到吗啡啉中，反应250s-350s，得到凝胶，凝胶即为正硅酸乙酯的水解产物；
其中，正硅酸乙酯与吗啡啉的体积比为9：1；
正硅酸乙酯与水的添加质量比为80％：10％-15％，正硅酸乙酯、水、异丙醇、乙醇和盐酸的添加质量之和为100％。
3.根据权利要求1所述的硅树脂防污涂料，其中，所述复合防污剂包括聚乙烯醇缩丁醛、氧化亚铜、吡啶硫酮铜。
4.根据权利要求3所述的硅树脂防污涂料，其中，所述复合防污剂包括10重量份-20重量份的聚乙烯醇缩丁醛、10重量份-20重量份的氧化亚铜、5重量份-10重量份的吡啶硫酮铜。
5.根据权利要求1所述的硅树脂防污涂料，其中，所述第二组分还包括填料、颜料、防沉剂、分散剂和醇类溶剂中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求5所述的硅树脂防污涂料，其中，所述第二组分中含有2重量份-3重量份的颜料、2重量份-4重量份的防沉剂、0.2重量份-0.5重量份的分散剂和5重量份-10重量份的醇类溶剂。
7.根据权利要求5或6所述的硅树脂防污涂料，其中，所述颜料为铁红；
优选地，所述防沉剂为有机膨润土；
优选地，所述分散剂为BYK-ATU分散剂；
优选地，所述醇类溶剂为正丁醇和/或异丙醇。
8.根据权利要求1所述的硅树脂防污涂料，其中，所述第二组分的粘度大于5P，比重为2g/mL-2.5g/mL，粒径小于等于50μm。
9.权利要求1-8任一项所述的硅树脂防污涂料的应用，该硅树脂防污涂料用于海洋中船舶装置的防污。
10.权利要求1-8任一项所述的硅树脂防污涂料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
分别制备第一组分、第二组分；
将第一组分和第二组分混合，得到硅树脂防污涂料。
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