CN111978799A - 一种无铜环保水解型防污漆 - Google Patents

一种无铜环保水解型防污漆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无铜环保水解型防污漆，所述防污漆由丙烯酸树脂、丙烯酸锌共聚物树脂、溴代吡咯腈、异噻唑啉酮衍生物、代森锌、氧化锌、大豆卵磷脂、二甲苯、氧化铁红组成。本发明所整个树脂体系会慢慢全部溶解，不会形成皂化层，防污漆的防污效果不会因皂化层的增厚而丧失，防污剂方面使用溴代吡咯腈、异噻唑啉酮衍生物和代森锌搭配，替代传统的氧化亚铜。同时，本发明的制备方法简单、操作方便，易于大规模生产，且质量稳定。

Description

一种无铜环保水解型防污漆
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种无铜环保水解型防污漆。
背景技术
海洋船舶航行在海洋中，海生物如藤壶、牡蛎、海藻等会粘附在船底形成污损，这种污损会导致船底变得粗糙，航行阻力增大，航速下降油耗增多，传统的长效型防污漆和自抛光防污漆都使用松香作为辅助释放树脂，而松香在与弱碱性海水发生皂化反应释放毒料后会形成皂化层，随着船舶在海水中航行时间越久，皂化层的厚度就会越厚，毒料释放扩散至漆膜表面所需穿透的路径就会越长，释放阻力会越大，一旦毒料释放速度达不到漆膜表面维持防污性能的最低浓度，防污漆就会提前失效。另外传统防污漆以氧化亚铜为主要毒料，氧化亚铜释放到海水中会在海洋中聚集，造成海底生态的二次污染。本发明设计一种无铜环保水解型防污漆，具有良好的静态防污与动态防污效果，皂化层薄防污效果长期稳定。
综上所述，本领域缺乏一种能解决上述技术问题的无铜环保水解型防污漆及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无铜环保水解型防污漆及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种无铜环保水解型防污漆，所述防污漆由丙烯酸树脂、丙烯酸锌共聚物树脂、溴代吡咯腈、异噻唑啉酮衍生物、代森锌、氧化锌、大豆卵磷脂、二甲苯、氧化铁红组成。
优选地，所述防污漆由以下重量份的原料组成：丙烯酸树脂10～20wt％、丙烯酸锌共聚物树脂30～40wt％、溴代吡咯腈10～20wt％、异噻唑啉酮衍生物3～8wt％、代森锌3～9wt％、氧化锌13～25wt％、大豆卵磷脂2～4wt％、二甲苯3～8wt％、氧化铁红2～6wt％。
优选地，所述防污漆由以下重量份的原料组成：丙烯酸锌共聚物树脂30wt％、丙烯酸树脂10wt％、溴代吡咯腈10wt％、异噻唑啉酮衍生物8wt％、代森锌3wt％、氧化锌25wt％、大豆卵磷脂4wt％、二甲苯8wt％、氧化铁红2wt％。
优选地，所述防污漆由以下重量份的原料组成：丙烯酸锌共聚物树脂40wt％、丙烯酸树脂10wt％、溴代吡咯腈10wt％、异噻唑啉酮衍生物8wt％、代森锌9wt％、氧化锌15wt％、大豆卵磷脂3wt％、二甲苯3wt％、氧化铁红2wt％。
优选地，所述丙烯酸树脂为高酸值丙烯酸树脂，所述高酸值丙烯酸树脂包括带羧基的丙烯酸树脂、带羟基的丙烯酸树脂的其中一种或两种。
优选地，所述丙烯酸锌共聚物树脂为带有酸性侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂。
优选地，所述带有酸性侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂包括带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂、带有羟基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的其中一种或两种。
优选地，所述带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的制备方法包括如下步骤：在烧瓶中加入丙二醇单甲醚25～30份，二甲苯25～30份，丙烯酸乙酯10～15份升温至95～105℃；通入氮气保护，同时配置含有甲基丙烯酸甲酯4～5份、丙烯酸乙酯25～30份、甲基丙烯酸10～15份、丙烯酸锌15～20份、MSD 0.5～1份、偶氮二异戊腈4～5份，混合均匀后加入恒压滴液漏斗后，3～4小时匀速滴入烧瓶中。滴加完成后继续保持反应2～3小时，反应结束，冷却到室温，即得带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂。
在其中一个实施例中，所述带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的制备方法包括如下步骤：在烧瓶中加入丙二醇单甲醚25份，二甲苯25份，丙烯酸乙酯10份升温至95℃；通入氮气保护，同时配置含有甲基丙烯酸甲酯4份丙烯酸乙酯25份、甲基丙烯酸10份、丙烯酸锌15份、MSD 0.5份、偶氮二异戊腈4份，混合均匀后加入恒压滴液漏斗后，3小时匀速滴入烧瓶中。滴加完成后继续保持反应2小时，反应结束，冷却到室温，即得带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂。
本发明还提供一种无铜环保水解型防污漆的制备方法，所述方法包括如下步骤：
在反应釜中加入配方所需的原料，在2000～3000rpm下搅拌1～2h得到防污漆。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明使用带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂和高酸值丙烯酸树脂为主体骨架和释放树脂，丙烯酸锌共聚物树脂在海水中发生离子交换反应，树脂由不溶逐渐转变为可溶，高酸值丙烯酸树脂中的羧基遇到弱碱性海水反应生成可溶性盐，整个树脂体系会慢慢全部溶解，不会形成皂化层，防污漆的防污效果不会因皂化层的增厚而丧失，防污剂方面使用溴代吡咯腈、异噻唑啉酮衍生物和代森锌搭配，替代传统的氧化亚铜。
具体实施方式
实施例1带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的制备
在烧瓶中加入丙二醇单甲醚25份，二甲苯25份，丙烯酸乙酯10份升温至95℃；通入氮气保护，同时配置含有甲基丙烯酸甲酯4份丙烯酸乙酯25份、甲基丙烯酸10份、丙烯酸锌15份、MSD 0.5份、偶氮二异戊腈4份，混合均匀后加入恒压滴液漏斗后，3小时匀速滴入烧瓶中。滴加完成后继续保持反应2小时，反应结束，冷却到室温，即得带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂。
实施例2
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
在反应釜中加入丙烯酸锌共聚物树脂30wt％、丙烯酸树脂10wt％、溴代吡咯腈10wt％、异噻唑啉酮衍生物8wt％、代森锌3wt％、氧化锌25wt％、大豆卵磷脂4wt％、二甲苯8wt％、氧化铁红2wt％。在2000rpm下搅拌2h得到防污漆。
实施例3
在反应釜中加入丙烯酸锌共聚物树脂30wt％、丙烯酸树脂20wt％、溴代吡咯腈20wt％、异噻唑啉酮衍生物3wt％、代森锌3wt％、氧化锌13wt％、大豆卵磷脂2wt％、二甲苯3wt％、氧化铁红6wt％。在3000rpm下搅拌1h得到防污漆。
实施例4
在反应釜中加入丙烯酸锌共聚物树脂40wt％、丙烯酸树脂10wt％、溴代吡咯腈10wt％、异噻唑啉酮衍生物8wt％、代森锌9wt％、氧化锌15wt％、大豆卵磷脂3wt％、二甲苯3wt％、氧化铁红2wt％。在3000rpm下搅拌2h得到防污漆。
对比例1含有带羟基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的制备
带羟基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的制备：在搅拌下将90份二甲苯和15份丙烯酸乙酯加入四口烧瓶，加热至110℃。从滴液漏斗中滴加由甲基丙烯酸甲酯25份、羟基丙烯酸乙酯35份、丙烯酸锌小分子单体35份，偶氮二异丁腈4份组成的混合液体3个小时。滴加完毕后，保温4个小时，再补加1份的偶氮二异丁腈和12份二甲苯，再保温3个小时之后，冷却到室温，制得带羟基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂。
以带羟基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂替代带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂，防污漆的制备方法同实施例2。
表1
Figure BDA0002672292850000041
实施例4材料性能测试
防污漆一般性能：涂膜性、施工性能、固含量、VOC含量结果见表2.
防污效果测试：按GB/T 5370-2007所规定的方法对上述实施例制备所得防污漆进行浅海浸泡试验。在玻璃纤维增强塑料(FRP板25cm×35cm)板上涂覆300μm防污漆，待干燥后将其浸在海水中，试验时间为2019年1月30号-2019年10月30号(共9个月)；测试结果见表3。
表2防污漆一般性能
Figure BDA0002672292850000051
表3生物附着物覆盖面积(％)测试结果
3个月 6个月 9个月
实施例1 3％ 5％ 9％
实施例2 2％ 3％ 7％
实施例3 3％ 6％ 8％
对比例1 28％ 56％ 85％
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种无铜环保水解型防污漆，其特征在于，所述防污漆由以下重量份的原料组成：丙烯酸树脂10～20wt％、丙烯酸锌共聚物树脂30～40wt％、溴代吡咯腈10～20wt％、异噻唑啉酮衍生物3～8wt％、代森锌3～9wt％、氧化锌13～25wt％、大豆卵磷脂2～4wt％、二甲苯3～8wt％、氧化铁红2～6wt％。
2.根据权利要求1所述的防污漆，其特征在于，所述防污漆由以下重量份的原料组成：丙烯酸锌共聚物树脂30wt％、丙烯酸树脂10wt％、溴代吡咯腈10wt％、异噻唑啉酮衍生物8wt％、代森锌3wt％、氧化锌25wt％、大豆卵磷脂4wt％、二甲苯8wt％、氧化铁红2wt％。
3.根据权利要求1所述的防污漆，其特征在于，所述防污漆由以下重量份的原料组成：丙烯酸锌共聚物树脂40wt％、丙烯酸树脂10wt％、溴代吡咯腈10wt％、异噻唑啉酮衍生物8wt％、代森锌9wt％、氧化锌15wt％、大豆卵磷脂3wt％、二甲苯3wt％、氧化铁红2wt％。
4.根据权利要求1～3任一所述的防污漆，其特征在于，所述丙烯酸树脂为高酸值丙烯酸树脂，所述高酸值丙烯酸树脂包括带羧基的丙烯酸树脂、带羟基的丙烯酸树脂的其中一种或两种。
5.根据权利要求1～4任一所述的防污漆，其特征在于，所述丙烯酸锌共聚物树脂为带有酸性侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂。
6.根据权利要求5所述的防污漆，其特征在于，所述带有酸性侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂包括带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂、带有羟基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的其中一种或两种。
7.根据权利要求6所述的防污漆，其特征在于，所述带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的制备方法包括如下步骤：在烧瓶中加入丙二醇单甲醚25～30份，二甲苯25～30份，丙烯酸乙酯10～15份升温至95～105℃；通入氮气保护，同时配置含有甲基丙烯酸甲酯4～5份、丙烯酸乙酯25～30份、甲基丙烯酸10～15份、丙烯酸锌15～20份、MSD 0.5～1份、偶氮二异戊腈4～5份，混合均匀后加入恒压滴液漏斗后，3～4小时匀速滴入烧瓶中。滴加完成后继续保持反应2～3小时，反应结束，冷却到室温，即得带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂。
8.根据权利要求7所述的防污漆，其特征在于所述带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂的制备方法包括如下步骤：在烧瓶中加入丙二醇单甲醚25份，二甲苯25份，丙烯酸乙酯10份升温至95℃；通入氮气保护，同时配置含有甲基丙烯酸甲酯4份丙烯酸乙酯25份、甲基丙烯酸10份、丙烯酸锌15份、MSD 0.5份、偶氮二异戊腈4份，混合均匀后加入恒压滴液漏斗后，3小时匀速滴入烧瓶中。滴加完成后继续保持反应2小时，反应结束，冷却到室温，即得带羧基侧链基团的丙烯酸锌共聚物树脂。。
9.一种制备如权利要求1～3、6～8任一所述的无铜环保水解型防污漆的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在反应釜中加入配方所需的原料，在2000～3000rpm下搅拌1～2h得到防污漆。
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