CN113604121B - 一种超疏水涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种超疏水涂料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113604121B CN113604121B CN202110976385.5A CN202110976385A CN113604121B CN 113604121 B CN113604121 B CN 113604121B CN 202110976385 A CN202110976385 A CN 202110976385A CN 113604121 B CN113604121 B CN 113604121B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- coating
- antifouling
- reaction kettle
- microspheres
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
- C09D5/1606—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the anti-fouling agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
- C09D5/1606—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the anti-fouling agent
- C09D5/1612—Non-macromolecular compounds
- C09D5/1618—Non-macromolecular compounds inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
- C09D5/1606—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the anti-fouling agent
- C09D5/1612—Non-macromolecular compounds
- C09D5/1625—Non-macromolecular compounds organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
- C09D5/1606—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the anti-fouling agent
- C09D5/1637—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
- C09D5/1687—Use of special additives
Abstract
本发明涉及一种超疏水涂料及其制备方法和应用。本发明的超疏水涂料为含有防污微球的油性涂料;防污微球包括硅气凝胶粉体和黏胶剂。本发明的超疏水涂料的制备方法为将防污微球、氧化铝气凝胶先与涂料中的混合溶剂混合均匀,然后再与涂料中的丙烯酸树脂、环氧树脂和松香混合均匀,最后再与涂料中的其他组分混合均匀,制得所述超疏水涂料。本发明的涂料用于船底,形成超疏水表面,从而多种海生物无法附着在船底,从而有效防污。
Description
技术领域
本发明涉及船底防污领域,进一步地说,是涉及一种超疏水涂料及其制备方法和应用。
背景技术
海水中生活着多种海生物,如藤壶、海藻、牡砺等。特别是藤壶会吐出大量黏液,像胶泥一样牢固附着在船底,使船底表面粗糙,大大降低船舶的航行速度并增加能耗。同时,附着在船底的海洋生物死亡脱落时会将底漆膜一起拉掉,造成钢板的腐蚀。对此,最佳的办法是采用船底防污漆。
防污漆是涂装于船底和海洋水下设施的一种特殊涂料,一般涂料装在船底防锈漆之上,处于最外层。它的主要作用是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于船底或海洋水下设施的目的。
有机锡是最常被使用的试剂,因为它可以有效的抑制柔软和坚硬的致腐蚀性之生物的生长。 虽然它具有防污的功能,但是它对海洋环境有负面影响,且它在环境中有很长的半衰期,这促使船舶油漆寻找其他非持久性的替代物。
发明内容
为解决现有技术中出现的问题,本发明提出了一种超疏水涂料及其制备方法和应用。本发明的涂料用于船底,形成超疏水表面,从而多种海生物无法附着在船底,从而有效防污。
本发明的目的之一是提供一种超疏水涂料,所述超疏水涂料为含有防污微球的油性涂料;
所述防污微球按重量份数计,包括
硅气凝胶粉体 25-40份;
黏胶剂 10-18份。
优选的,所述油性涂料的配方如:
丙烯酸树脂:25~30重量份;
环氧树脂: 4~6重量份;
松香: 18~20重量份;
防污微球: 4~8重量份;
气凝胶粉体: 1~3重量份;
本发明中,气凝胶粉体为现有技术中常用的气凝胶粉体,优选氧化铝气凝胶。
颜填料:滑石粉1~2重量份
亚磷酸钙5~6重量份;
铁红2~3重量份;
混合溶剂:二甲苯15~19重量份,乙酸乙酯6~8重量份;
高岭土:2~4重量份。
优选的,所述硅气凝胶粉体的孔径范围在15-35nm,接触角≧145°。
硅气凝胶粉体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取模数为3.0的硅酸钠装入反应釜中,加入硅酸钠质量6倍的去离子水进行稀释,反应釜以300转/分钟的速度搅拌35分钟,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液;
(2)溶胶
取硝酸,加水,浓度稀释至20 mol/L,在硝酸中加入硝酸铝和硝酸钇,混合均匀后,以液下注入(多个计量泵同时注入)的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液;整个加料时长控制在20分钟,搅拌速度为325转/分,控制硅酸钠溶液的pH值为2.0,得到溶胶;所述硝酸铝和硝酸钇以氧化物计,两者的摩尔比是100:4;硝酸铝的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比3:100;
(3)凝胶
取氢氧化钠或氨水,加入去离子水稀释至pH值为10,以喷淋的方式加入至反应釜中;喷淋的同时以1800转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,当反应釜内物料的pH值为5.5时,终止喷淋,得到凝胶;
(4)老化
反应釜内以45转/分的速度继续搅拌12小时,对反应釜内的物料进行老化,控制反应釜内物料温度为22摄氏度;
(5)溶剂置换
在反应釜内进行持续搅拌80分钟,同时加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂正己烷,以置换出剩余的水分;
(6)表面修饰
在反应釜内进行持续搅拌,同时继续加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的偶联剂二甲氧基二甲基硅烷;经过搅拌60分钟,得到包覆有置换溶剂正己烷和偶联剂二甲氧基二甲基硅烷的硅气凝胶前驱体;
(7)干燥
将硅气凝胶前驱体放入干燥釜,在干燥釜内充入氮气赶氧,直至干燥釜内氧含量小于3%,然后对干燥釜内的物料进行微波真空干燥,微波时间70分钟,微波频率2450MHZ,干燥釜内负压0.15MPa,温度为100摄氏度,干燥后制得固态粉末状的硅气凝胶。
本发明将硅气凝胶前驱体老化时间变短,有利于增加孔径。
优选的,所述黏胶剂的原料,按重量份数计,包括:
蒸馏水 10-30份;
硅溶胶 15-20份;
硅烷偶联剂 4-6份;
氢氧化镁 5-10份;
聚乙烯醇 3-5份;
聚氨酯颗粒 4-5份。
本发明的黏胶剂中,基体是硅溶胶;硅烷偶联剂、氢氧化镁、聚乙烯醇、聚氨酯颗粒的加入四者具有协同作用,进一步使黏胶剂具有更强的粘结性能、韧性和耐水性能。
优选的,所述硅烷偶联剂为全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷中的一种或组合;
所述硅溶胶的固含量为25-35%。
优选的,所述硅溶胶的制备方法为,包括以下步骤:
(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取模数为3.5的硅酸钠装入反应釜中,加入硅酸钠质量2倍的去离子水进行稀释,反应釜以100转/分钟的速度搅拌30分钟,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液;
(2)溶胶
取硫酸,用去离子水调节至10 mol/L,在硫酸中加入硫酸锆和硫酸铈,混合均匀后,以喷淋的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液;喷淋的同时以1500转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,控制硅酸钠溶液的pH值为2.0,喷淋时间控制在80分钟,得到溶胶;所述硫酸锆和硫酸铈以氧化物计,两者的摩尔比是100:4;硫酸锆中的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比为3.5:100;
(3)溶剂置换
在反应釜内加入与步骤(3)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂丙酮,以置换出剩余的水分硅溶胶;然后将所述硅溶胶浓缩至固含量在25-35%左右;浓缩可采用普通的超滤膜浓缩法。
优选的,所述黏胶剂的制备方法为:
将黏胶剂中的各原料搅拌均匀,然后加入酸溶液,使pH值在 7-9之间,然后搅拌90-100min,加热到75℃-85℃,得到黏胶剂;
本发明的黏胶剂若pH值太偏碱,耐水性会下降,pH值在7-9之间,耐水效果较好。
所述酸溶液为硝酸、盐酸、醋酸的一种或组合配成的溶液;所述酸溶液中酸与水的重量比为4-9:1。
本发明的目的之二是提供一种超疏水涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)防污微球的制备;将硅气凝胶粉体与醇溶剂混匀;最后再加入黏胶剂混匀,在惰性气体保护下,通过内循环喷雾干燥法,进行喷雾干燥造球;
所述防污微球的直径范围为35-95um;
(2)将所述防污微球、气凝胶粉体先与涂料中的混合溶剂混合均匀,然后再与涂料中的丙烯酸树脂、环氧树脂和松香混合均匀,最后再与涂料中的其他组分混合均匀,制得所述超疏水涂料。
优选的,所述醇溶剂与硅气凝胶粉体加入的质量相等,所述醇溶剂为甲醇、丙醇、乙醇中的一种或几种。
优选的,内循环喷雾干燥器进口温度为240℃,出口温度为90℃,雾化喷头转速为≧3000转/min,含氧量≦3%。
本发明的目的之三是提供本发明的目的之一的超疏水涂料在船底中的应用。
有益效果:
本发明的防污微球的表面特别圆润,流动性,增加涂料的抗压强度。
本发明的超疏水涂料;疏水性更强,能有效减少还是海中生物在船底表面的附着。
本发明的黏胶剂不仅粘接强度好,而且耐水性好,韧性好,可以有效应用在海水船底涂料中,具有非常好的使用价值。
本发明的涂料适用于钢质或木质渔船船底部位作为防污涂料使用,能在 1 年内有效防止海生物对船底的吸附。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
实施例1
硅气凝胶粉体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取模数为3.0的硅酸钠装入反应釜中,加入硅酸钠质量6倍的去离子水进行稀释,反应釜以300转/分钟的速度搅拌35分钟,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液;
(2)溶胶
取硝酸,加水,浓度稀释至20 mol/L,在硝酸中加入硝酸铝和硝酸钇,混合均匀后,以液下注入(多个计量泵同时注入)的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液;整个加料时长控制在20分钟,搅拌速度为325转/分,控制硅酸钠溶液的pH值为2.0,得到溶胶;所述硝酸铝和硝酸钇以氧化物计,两者的摩尔比是100:4;硝酸铝的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比3:100;
(4)凝胶
取氢氧化钠或氨水,加入去离子水稀释至pH值为10,以喷淋的方式加入至反应釜中;喷淋的同时以1800转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,当反应釜内物料的pH值为5.5时,终止喷淋,得到凝胶;
(4)老化
反应釜内以45转/分的速度继续搅拌12小时,对反应釜内的物料进行老化,控制反应釜内物料温度为22摄氏度;
(5)溶剂置换
在反应釜内进行持续搅拌80分钟,同时加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂正己烷,以置换出剩余的水分;
(6)表面修饰
在反应釜内进行持续搅拌,同时继续加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的偶联剂二甲氧基二甲基硅烷;经过搅拌60分钟,得到包覆有置换溶剂正己烷和偶联剂二甲氧基二甲基硅烷的硅气凝胶前驱体;
(7)干燥
将硅气凝胶前驱体放入干燥釜,在干燥釜内充入氮气赶氧,直至干燥釜内氧含量小于3%,然后对干燥釜内的物料进行微波真空干燥,微波时间70分钟,微波频率2450MHZ,干燥釜内负压0.15MPa,温度为100摄氏度,干燥后制得固态粉末状的硅气凝胶。
经过上述制备方法制备的硅气凝胶粉体的孔径范围在15-35nm,接触角为145°。
实施例2
黏胶剂的原料,按重量份数计,包括:
蒸馏水 25份;
硅溶胶 15份;
全氟辛基三甲氧基硅烷 3份;
氢氧化镁 9份;
聚乙烯醇 3份;
聚氨酯颗粒 5份。
所述硅溶胶的固含量为30%。
硅溶胶的制备方法为,包括以下步骤:
(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取模数为3.5的硅酸钠装入反应釜中,加入硅酸钠质量2倍的去离子水进行稀释,反应釜以100转/分钟的速度搅拌30分钟,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液;
(2)溶胶
取硫酸,用去离子水调节至10 mol/L,在硫酸中加入硫酸锆和硫酸铈,混合均匀后,以喷淋的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液;喷淋的同时以1500转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,控制硅酸钠溶液的pH值为2.0,喷淋时间控制在80分钟,得到溶胶;所述硫酸锆和硫酸铈以氧化物计,两者的摩尔比是100:4;硫酸锆中的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比为3.5:100;
(3)溶剂置换
在反应釜内加入与步骤(3)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂丙酮,以置换出剩余的水分硅溶胶;然后将所述硅溶胶浓缩至固含量在30%左右;浓缩可采用普通的超滤膜浓缩法。
黏胶剂的制备方法为:
将黏胶剂中的各原料搅拌均匀,然后加入盐酸溶液,酸溶液中酸与水的重量比为6:1,使pH值为8,然后搅拌86min,加热到77℃,得到黏胶剂;
对比例1
其于实施例2黏胶剂的原料和制备工艺相同,区别仅在于,使黏胶剂pH值为10。
对比例2
其于实施例2黏胶剂的制备工艺相同,区别仅在于,使黏胶剂原料中不含硅溶胶。
对比例3
其于实施例2黏胶剂的制备工艺相同,区别仅在于,使黏胶剂原料中不含硅烷偶联剂全氟辛基三甲氧基硅烷。
对比例4
其于实施例2黏胶剂的制备工艺相同,区别仅在于,使黏胶剂原料中不含氢氧化镁。
对比例5
其于实施例2黏胶剂的制备工艺相同,区别仅在于,使黏胶剂原料中不含聚乙烯醇。
对比例6
其于实施例2黏胶剂的制备工艺相同,区别仅在于,使黏胶剂原料中不含聚氨酯颗粒。
折角测试:将上述实施例2和对比例1-6的胶黏剂涂敷在厚度为0.5cm的木板上,弯折木板至黏胶剂层出现裂纹,记录此时的折角,结果如表1 。
表1折角测试结果
实施例3
一种超疏水涂料,所述超疏水涂料为含有防污微球的油性涂料
所述油性涂料的配方如:
丙烯酸树脂(NeoCryl B-810):25重量份;
E-44环氧树脂:6重量份;
松香:20重量份;
氧化铝气凝胶2重量份;
防污微球:4重量份;
颜填料:滑石粉1重量份,亚磷酸钙6重量份,铁红2重量份;
混合溶剂:二甲苯14重量份,乙酸乙酯6重量份;
高岭土:4重量份。
所述防污微球按重量份数计,包括
硅气凝胶粉体 30份;(采用实施例1制备的硅气凝胶粉体)
黏胶剂 15份。(采用实施例2制备的黏胶剂)
超疏水涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将硅气凝胶粉体与甲醇溶剂混匀,醇溶剂与硅气凝胶粉体加入的质量相等;最后再加入黏胶剂混匀,在惰性气体保护下,通过内循环喷雾干燥法,进行喷雾干燥造球;内循环喷雾干燥器进口温度为240℃,出口温度为90℃,雾化喷头转速为≧3000转/min,含氧量≦3%;防污微球的直径范围为35-95um;
(2)将所述防污微球、氧化铝气凝胶先与涂料中的混合溶剂混合均匀,然后再与涂料中的丙烯酸树脂、环氧树脂和松香混合均匀,最后再与涂料中的其他组分混合均匀,制得所述超疏水涂料。
实施例4
一种超疏水涂料,所述超疏水涂料为含有防污微球的油性涂料
所述油性涂料的配方如:
丙烯酸树脂(NeoCryl B-810):28重量份;
E-44环氧树脂: 4重量份;
松香: 18重量份;
氧化铝气凝胶1重量份;
防污微球: 8重量份;
颜填料:滑石粉2重量份,亚磷酸钙5重量份,铁红3重量份;
混合溶剂:二甲苯15重量份,乙酸乙酯8重量份;
高岭土:2重量份。
所述防污微球按重量份数计,包括
硅气凝胶粉体 40份;(采用实施例1制备的硅气凝胶粉体)
黏胶剂 10份。(采用实施例2制备的黏胶剂)
超疏水涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将硅气凝胶粉体与乙醇溶剂混匀,醇溶剂与硅气凝胶粉体加入的质量相等;最后再加入黏胶剂混匀,在惰性气体保护下,通过内循环喷雾干燥法,进行喷雾干燥造球;内循环喷雾干燥器进口温度为240℃,出口温度为90℃,雾化喷头转速为≧3000转/min,含氧量≦3%;防污微球的直径范围为35-95um;
(2)将所述防污微球、氧化铝气凝胶先与涂料中的混合溶剂混合均匀,然后再与涂料中的丙烯酸树脂、环氧树脂和松香混合均匀,最后再与涂料中的其他组分混合均匀,制得所述超疏水涂料。
实施例5
一种超疏水涂料,所述超疏水涂料为含有防污微球的油性涂料
所述油性涂料的配方如:
丙烯酸树脂(NeoCryl B-810):30重量份;
E-44环氧树脂: 5重量份;
松香: 19重量份;
氧化铝气凝胶2重量份;
防污微球: 6重量份;
颜填料:滑石粉2重量份,亚磷酸钙5.5重量份,铁红2.5重量份;
混合溶剂:二甲苯17重量份,乙酸乙酯7重量份;
高岭土:3重量份。
所述防污微球按重量份数计,包括
硅气凝胶粉体 35份;(采用实施例1制备的硅气凝胶粉体)
黏胶剂 13份。(采用实施例2制备的黏胶剂)
超疏水涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将硅气凝胶粉体与醇溶剂混匀;最后再加入黏胶剂混匀,最后再加入黏胶剂混匀,在惰性气体保护下,通过内循环喷雾干燥法,进行喷雾干燥造球;内循环喷雾干燥器进口温度为240℃,出口温度为90℃,雾化喷头转速为≧3000转/min,含氧量≦3%;防污微球的直径范围为35-95um;
(2)将所述防污微球、氧化铝气凝胶先与涂料中的混合溶剂混合均匀,然后再与涂料中的丙烯酸树脂、环氧树脂和松香混合均匀,最后再与涂料中的其他组分混合均匀,制得所述超疏水涂料。
对比例7
其与实施例3的制备方法相同,区别仅在于不含有防污微球。
对比例8
其与实施例3的配比相同,区别在于制备方法不同,区别仅在于将防污微球与涂料中其他组分一起混匀。
对比例9
其与实施例3的制备方法相同,区别仅在于仅含有实施1制备的硅气凝胶粉体和氧化铝气凝胶粉体。
对比例10
一种防污微球,其与实施例3的制备方法相同,区别仅在于黏胶剂采用对比例2的黏胶剂。
对比例11
一种防污微球,其与实施例3的制备方法相同,区别仅在于黏胶剂采用对比例3的黏胶剂。
对比例12
一种防污微球,其与实施例3的制备方法相同,区别仅在于黏胶剂采用对比例4的黏胶剂。
对比例13
一种防污微球,其与实施例3的制备方法相同,区别仅在于黏胶剂采用对比例5的黏胶剂。
对比例14
一种防污微球,其与实施例3的制备方法相同,区别仅在于黏胶剂采用对比例6的黏胶剂。
将本发明制备的防污微球,做耐水实验,结果如下表2所示:
耐水时间:是将上述吸附剂浸泡在水中,计时至吸附剂表面出现开裂。
表2防污微球的耐水时间
本发明的黏胶剂中的加入硅溶胶,其起到进一步加强粘结的作用,而若是替换成硅气凝胶粉体,硅气凝胶粉体只能起到填料的作用,不会有加强粘结的效果。
本发明的防污微球耐水性和韧性需要硅溶胶、硅烷偶联剂、氢氧化镁、聚乙烯醇、聚氨酯颗粒之间的相互配合,尤其是聚乙烯醇、聚氨酯颗粒之间的相互配合,可以大大提高防污微球耐水性能。
本发明实施例和对比例的超疏水涂料的性能数据如下表3所示,
表3超疏水涂料的性能数据
通过上述数据的对比可以看出,本发明的防污微球耐水性好,韧性好,非常适于与环氧树脂配合应用在超疏水涂料的制备上。
本发明制备的超疏水涂料,因为防污微球具有疏水性,可以有效减弱涂料的亲水性,从而使微生物无法附着在船底表面,从而使微生物无法附着在船底。
本发明的环氧树脂复合材料制备的超疏水涂料,毒性较小,对海洋微生物的损害较小,更加环保。
本发明实施例3制备的该涂料按照国家标准GB/T 6822-1986《船底防污漆通用技术条件》进行检测,结果下表4所示,
表4超疏水涂料的性能数据
本发明的超疏水涂料可用于木质渔船船底,具有1-2年的防护期效,且价格便宜,是一种性能较好的经济型船底防污漆。
Claims (8)
1.一种超疏水涂料,其特征在于,
所述超疏水涂料为含有防污微球的油性涂料;
所述防污微球按重量份数计,包括
硅气凝胶粉体 25-40份;
黏胶剂 10-18份;
所述黏胶剂的原料,按重量份数计,包括:
蒸馏水 10-30份;
硅溶胶 15-20份;
硅烷偶联剂 4-6份;
氢氧化镁 5-10份;
聚乙烯醇 3-5份;
聚氨酯颗粒 4-5份;
所述黏胶剂的制备方法为:
将黏胶剂中的各原料搅拌均匀,然后加入酸溶液,使pH值在7-9之间,然后搅拌90-100min,加热到75℃-85℃,得到黏胶剂;
超疏水涂料的制备方法,包括以下步骤:
(A)防污微球的制备;将硅气凝胶粉体与醇溶剂混匀;最后再加入黏胶剂混匀,在惰性气体保护下,通过内循环喷雾干燥法,进行喷雾干燥造球;
所述防污微球的直径范围为35-95μm;
(B)将所述防污微球、气凝胶粉体先与涂料中的混合溶剂混合均匀,然后再与涂料中的丙烯酸树脂、环氧树脂和松香混合均匀,最后再与涂料中的其他组分混合均匀,制得所述超疏水涂料;
硅气凝胶粉体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取模数为3.0的硅酸钠装入反应釜中,加入硅酸钠质量6倍的去离子水进行稀释,反应釜以300转/分钟的速度搅拌35分钟,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液;
(2)溶胶
取硝酸,加水,浓度稀释至20 mol/L,在硝酸中加入硝酸铝和硝酸钇,混合均匀后,以液下注入的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液;整个加料时长控制在20分钟,搅拌速度为325转/分,控制硅酸钠溶液的pH值为2.0,得到溶胶;所述硝酸铝和硝酸钇以氧化物计,两者的摩尔比是100:4;硝酸铝的氧化物和硅酸钠中氧化硅的摩尔比3:100;
凝胶
取氢氧化钠或氨水,加入去离子水稀释至pH值为10,以喷淋的方式加入至反应釜中;喷淋的同时以1800转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,当反应釜内物料的pH值为5.5时,终止喷淋,得到凝胶;
(4)老化
反应釜内以45转/分的速度继续搅拌12小时,对反应釜内的物料进行老化,控制反应釜内物料温度为22摄氏度;
(5)溶剂置换
在反应釜内进行持续搅拌80分钟,同时加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂正己烷,以置换出剩余的水分;
(6)表面修饰
在反应釜内进行持续搅拌,同时继续加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的偶联剂二甲氧基二甲基硅烷;经过搅拌60分钟,得到包覆有置换溶剂正己烷和偶联剂二甲氧基二甲基硅烷的硅气凝胶前驱体;
(7)干燥
将硅气凝胶前驱体放入干燥釜,在干燥釜内充入氮气赶氧,直至干燥釜内氧含量小于3%,然后对干燥釜内的物料进行微波真空干燥,微波时间70分钟,微波频率2450MHZ,干燥釜内负压0.15MPa,温度为100摄氏度,干燥后制得固态粉末状的硅气凝胶粉体。
2.根据权利要求1所述的超疏水涂料,其特征在于,所述油性涂料的配方如下:
丙烯酸树脂: 25~30重量份;
环氧树脂: 4~6重量份;
松香: 18~20重量份;
防污微球: 4~8重量份;
气凝胶粉体: 1~3重量份;
颜填料: 滑石粉1~2重量份,
亚磷酸钙 3~5重量份,
铁红 2~3重量份;
混合溶剂: 二甲苯10~15重量份,乙酸乙酯5~8重量份;
高岭土: 2~4重量份。
3.根据权利要求1所述的超疏水涂料,其特征在于:所述硅气凝胶粉体的孔径范围在15-35nm。
4.根据权利要求1所述的超疏水涂料,其特征在于:所述硅烷偶联剂为全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷中的一种或组合;
所述硅溶胶的固含量为25-35%。
5.根据权利要求1所述的超疏水涂料,其特征在于:所述酸溶液为硝酸、盐酸、醋酸的一种或组合配成的溶液;所述酸溶液中酸与水的重量比为4-9:1。
6.根据权利要求1所述的超疏水涂料,其特征在于:所述醇溶剂与硅气凝胶粉体加入的质量相等,所述醇溶剂为甲醇、丙醇、乙醇中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的超疏水涂料,其特征在于:内循环喷雾干燥器进口温度为240℃,出口温度为90℃,雾化喷头转速为≧3000转/min,含氧量≦3%。
8.根据权利要求1-7任一所述的超疏水涂料作为船底涂料的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110976385.5A CN113604121B (zh) | 2021-08-24 | 2021-08-24 | 一种超疏水涂料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110976385.5A CN113604121B (zh) | 2021-08-24 | 2021-08-24 | 一种超疏水涂料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113604121A CN113604121A (zh) | 2021-11-05 |
CN113604121B true CN113604121B (zh) | 2022-11-25 |
Family
ID=78341800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110976385.5A Active CN113604121B (zh) | 2021-08-24 | 2021-08-24 | 一种超疏水涂料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113604121B (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100085472A (ko) * | 2009-01-20 | 2010-07-29 | 알이엠텍 주식회사 | 에어로겔을 포함하는 초단열성 에어로겔 함유 페인트 |
CN103333542A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-10-02 | 河南工业大学 | 二氧化硅气凝胶微球复合隔热涂料 |
CN108531083B (zh) * | 2017-05-23 | 2020-08-04 | 天津朗华睿博科技有限公司 | 一种硅气凝胶反射隔热外墙涂料的制备方法 |
CN109437212A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-08 | 贵州航天乌江机电设备有限责任公司 | 一种球形二氧化硅气凝胶的制备方法 |
CN111500130A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-08-07 | 廊坊卡森清洗安装工程有限公司 | 一种环保型超疏水防污涂料 |
-
2021
- 2021-08-24 CN CN202110976385.5A patent/CN113604121B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113604121A (zh) | 2021-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101361811B1 (ko) | 에폭시 실란 올리고머 및 그것을 포함하는 코팅 조성물 | |
CN102732122B (zh) | 一种长效自抛光防污涂料及其制备方法 | |
CN101555374B (zh) | 铝艇防污漆 | |
CN102358804A (zh) | 一种水性无机富锌防腐涂料专用粘结剂 | |
CN101550306A (zh) | 通用型船底防污漆 | |
EP3385072B1 (en) | Antifouling composite coating film, antifouling substrate, and method for manufacturing antifouling substrate | |
CN109517516B (zh) | 一种铈化膨润土改性水性聚氨酯涂料及其制备方法 | |
CN106566354B (zh) | 与防腐中间漆配套使用的纳米复合防污涂料及其制备方法 | |
CN103351787A (zh) | 一种机械装备用低表面处理高性能防锈底漆及制备方法 | |
CN113773705A (zh) | 一种水性聚偏二氯乙烯单组分防锈底漆及其制备方法 | |
CN102002318A (zh) | 一种鳞片状锌基无机硅酸锌重防腐蚀涂料及制备方法 | |
CN109749580A (zh) | 一种船舶表面用防污涂料及其制备方法 | |
CN112680105A (zh) | 一种环保防腐涂料、超支化环氧树脂及其制备方法 | |
CN110467830A (zh) | 耐磨疏水涂层和制备耐磨疏水涂层的方法 | |
CN110643269A (zh) | 一种水分散性钢结构用醇酸树脂防护涂料及其制备方法和应用 | |
CN113604121B (zh) | 一种超疏水涂料及其制备方法和应用 | |
CN110591535A (zh) | 一种船舶用防污型水性聚氨酯涂料 | |
CN116396684B (zh) | 一种船舶用防污涂料及其制备方法 | |
CN111019465B (zh) | 有机无机复合水性丙烯酸防腐涂料的制备工艺 | |
CN112876913B (zh) | 一种水性复合防污轻质涂料及其制备方法 | |
CN104927553A (zh) | 一种环保防水防腐船舶用涂料 | |
CN111019517B (zh) | 一种水性陶瓷涂料及其制备方法 | |
CN108610892A (zh) | 一种海洋钢结构防腐防污水性涂料及其制备方法 | |
CN112708298A (zh) | 一种双涂层结构的水性无机工业防腐涂料 | |
CN103602111B (zh) | 一种带锈防锈清漆及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |