CN114752269B - 一种低铜环保高效自抛光防污漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低铜环保高效自抛光防污漆，包括以下重量份原料：丙烯酸锌树脂35‑45份、松香10‑20份、改性纳米氧化亚铜3‑6份、增强调配剂1‑3份、增稠剂3‑6份、有机硅树脂5‑10份、有机溶剂25‑35份。本发明自抛光防污漆采用丙烯酸锌树脂、松香为主料，加入低纳米氧化亚铜，提高产品的防污性能，本发明对其进行改进处理，通过N‑2‑氨乙基‑3‑氨丙基三甲氧基硅烷、吐温60和三异硬脂酰基钛酸异丙酯原料改性，然后再通过膨润土改性剂配合改进，制备的纳米氧化亚铜具有特异性，能够再盐碱条件下，产品的附着力性能显著改进，配合增强调配剂，通过次磷酸铝在丙酮溶剂中。

Description

一种低铜环保高效自抛光防污漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及防污漆技术领域，具体涉及一种低铜环保高效自抛光防污漆及其制备方法。
背景技术
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。市场上的自抛光防污漆有两类：含锡型和无锡型(不含锡)。含锡型是以甲基丙烯酸三丁锡作为粘合剂的，除锡外，有毒氧化亚铜也是油漆的主要颜料，往往还使用其他生物杀虫剂来增强效果，人们对其粘合剂的水解早有描述，但必须指出的是自抛光防污漆并不会堆积形成三明治体系，自抛光含锡防污漆在航行期间能够抵御海洋污物长达5年以上的时间，无锡型自抛光防污漆采用的是设计用来模拟异丁烯酸锡粘合剂作用机理的粘合剂。
现有的抛光防污漆虽可起到防污性能，但附着力差，同时附着稳定性不是很强，再盐碱环境下，容易脱落，这就造成海洋船舶上的应用效果差，基于此，本发明对其进一步的改进处理。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种低铜环保高效自抛光防污漆及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种低铜环保高效自抛光防污漆，包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂35-45份、松香10-20份、改性纳米氧化亚铜3-6份、增强调配剂1-3份、增稠剂3-6份、有机硅树脂5-10份、有机溶剂25-35份。
优选地，所述低铜环保高效自抛光防污漆包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂40份、松香15份、改性纳米氧化亚铜4.5份、增强调配剂2份、增稠剂4.5份、有机硅树脂7.5份、有机溶剂30份。
优选地，所述改性纳米氧化亚铜的改性方法为：
S101：将35-45份纳米氧化亚铜送入到40-50份乙醇溶剂中，搅拌分散充分，得到纳米氧化亚铜悬浮液；
S102：将25-35份纳米氧化亚铜悬浮液中加入1-5份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、1-3份吐温60和5-10份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，搅拌充分，得到纳米氧化亚铜改性液；
S103：将5-10份膨润土改性剂加入到15-25份纳米氧化亚铜改性液中，超声分散，分散结束，水洗、干燥，然后煅烧处理，处理结束，得到改性纳米氧化亚铜。
本发明的发明人发现改性纳米氧化亚铜采用纳米氧化亚铜，拉拨法附着力再常规条件下，性能变化不是很大，但再盐碱条件下，产品性能显著变差，同时增强调配剂的加入，能够显著增强产品在盐碱条件下的拉拨法附着力；
纳米氧化亚铜的制备以及增强调配剂的制备具有独特性，采用其他方法均不如本发明改进效果，本发明改进效果最为显著。
优选地，所述超声分散的功率为100-500W，超声时间为25-35min。
优选地，所述煅烧处理的煅烧温度为135-155℃，煅烧时间为10-20min。
优选地，所述膨润土改性剂的制备方法为：将10-20份膨润土中加入3-5份硅酸钠水溶液，然后再加入1-3份硝酸铈、0.3-0.7份乙二胺四醋酸和0.1-0.3份二月桂酸二丁基锡，于55-65℃下搅拌20-30min，搅拌150-200r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土改性剂。
优选地，所述硅酸钠水溶液为10-20份硅酸钠加入到35-45份水中，温度于75-85℃下搅拌20-30min，搅拌350-400r/min，得到硅酸钠水溶液。
优选地，所述增强调配剂的制备方法为：
将10-20份次磷酸铝加入到15-25份丙酮溶剂中，然后加入1-3份硝酸镧、0.1-0.5份四乙氧基硅烷、0.1-0.3份磷酸二异辛酯，于85-95℃下搅拌1-2h，搅拌转速为500-800r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到增强调配剂。
本发明的发明人发现改性纳米氧化亚铜改性中，膨润土改性剂采用其他原料代替，以及增强调配剂的制备中次磷酸铝采用纳米氧化锌代替，改进效果均不如本发明的产品使用改进效果显著。
优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的一种或多种组合物；所述有机硅树脂为a,w-二羟基聚二甲基聚硅氧；所述有机溶剂为乙醇溶剂。
本发明还提供了一种低铜环保高效自抛光防污漆的制备方法，包括以下步骤：将原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，得到本发明的低铜环保高效自抛光防污漆。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明自抛光防污漆采用丙烯酸锌树脂、松香为主料，加入低纳米氧化亚铜，提高产品的防污性能，本发明对其进行改进处理，通过N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、吐温60和三异硬脂酰基钛酸异丙酯原料改性，然后再通过膨润土改性剂配合改进，制备的纳米氧化亚铜具有特异性，能够再盐碱条件下，产品的附着力性能显著改进，配合增强调配剂，通过次磷酸铝在丙酮溶剂中，与硝酸镧、四乙氧基硅烷、磷酸二异辛酯改性，从而制备的增强调配剂能够进一步的辅助产品原料，增强产品再盐碱环境下的附着力稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种低铜环保高效自抛光防污漆，包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂35-45份、松香10-20份、改性纳米氧化亚铜3-6份、增强调配剂1-3份、增稠剂3-6份、有机硅树脂5-10份、有机溶剂25-35份。
本实施例的低铜环保高效自抛光防污漆包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂40份、松香15份、改性纳米氧化亚铜4.5份、增强调配剂2份、增稠剂4.5份、有机硅树脂7.5份、有机溶剂30份。
本实施例的改性纳米氧化亚铜的改性方法为：
S101：将35-45份纳米氧化亚铜送入到40-50份乙醇溶剂中，搅拌分散充分，得到纳米氧化亚铜悬浮液；
S102：将25-35份纳米氧化亚铜悬浮液中加入1-5份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、1-3份吐温60和5-10份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，搅拌充分，得到纳米氧化亚铜改性液；
S103：将5-10份膨润土改性剂加入到15-25份纳米氧化亚铜改性液中，超声分散，分散结束，水洗、干燥，然后煅烧处理，处理结束，得到改性纳米氧化亚铜。
本实施例的超声分散的功率为100-500W，超声时间为25-35min。
本实施例的煅烧处理的煅烧温度为135-155℃，煅烧时间为10-20min。
本实施例的膨润土改性剂的制备方法为：将10-20份膨润土中加入3-5份硅酸钠水溶液，然后再加入1-3份硝酸铈、0.3-0.7份乙二胺四醋酸和0.1-0.3份二月桂酸二丁基锡，于55-65℃下搅拌20-30min，搅拌150-200r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土改性剂。
本实施例的硅酸钠水溶液为10-20份硅酸钠加入到35-45份水中，温度于75-85℃下搅拌20-30min，搅拌350-400r/min，得到硅酸钠水溶液。
本实施例的增强调配剂的制备方法为：
将10-20份次磷酸铝加入到15-25份丙酮溶剂中，然后加入1-3份硝酸镧、0.1-0.5份四乙氧基硅烷、0.1-0.3份磷酸二异辛酯，于85-95℃下搅拌1-2h，搅拌转速为500-800r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到增强调配剂。
本实施例的增稠剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的一种或多种组合物；所述有机硅树脂为a,w-二羟基聚二甲基聚硅氧；所述有机溶剂为乙醇溶剂。
本实施例的一种低铜环保高效自抛光防污漆的制备方法，包括以下步骤：将原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，得到本发明的低铜环保高效自抛光防污漆。
实施例1.
本实施例的一种低铜环保高效自抛光防污漆，包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂35份、松香10份、改性纳米氧化亚铜3份、增强调配剂1份、增稠剂3份、有机硅树脂5份、有机溶剂25份。
本实施例的改性纳米氧化亚铜的改性方法为：
S101：将35份纳米氧化亚铜送入到40份乙醇溶剂中，搅拌分散充分，得到纳米氧化亚铜悬浮液；
S102：将25份纳米氧化亚铜悬浮液中加入1份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、1份吐温60和5份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，搅拌充分，得到纳米氧化亚铜改性液；
S103：将5份膨润土改性剂加入到15份纳米氧化亚铜改性液中，超声分散，分散结束，水洗、干燥，然后煅烧处理，处理结束，得到改性纳米氧化亚铜。
本实施例的超声分散的功率为100W，超声时间为25min。
本实施例的煅烧处理的煅烧温度为135℃，煅烧时间为10min。
本实施例的膨润土改性剂的制备方法为：将10份膨润土中加入3份硅酸钠水溶液，然后再加入1份硝酸铈、0.3份乙二胺四醋酸和0.1份二月桂酸二丁基锡，于55℃下搅拌20min，搅拌150r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土改性剂。
本实施例的硅酸钠水溶液为10份硅酸钠加入到35份水中，温度于75℃下搅拌20min，搅拌350r/min，得到硅酸钠水溶液。
本实施例的增强调配剂的制备方法为：
将10份次磷酸铝加入到15份丙酮溶剂中，然后加入1份硝酸镧、0.1份四乙氧基硅烷、0.1份磷酸二异辛酯，于85℃下搅拌1h，搅拌转速为500r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到增强调配剂。
本实施例的增稠剂为羧甲基纤维素；所述有机硅树脂为a,w-二羟基聚二甲基聚硅氧；所述有机溶剂为乙醇溶剂。
本实施例的一种低铜环保高效自抛光防污漆的制备方法，包括以下步骤：将原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，得到本发明的低铜环保高效自抛光防污漆。
实施例2.
本实施例的一种低铜环保高效自抛光防污漆，包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂45份、松香20份、改性纳米氧化亚铜6份、增强调配剂3份、增稠剂6份、有机硅树脂10份、有机溶剂35份。
本实施例的改性纳米氧化亚铜的改性方法为：
S101：将45份纳米氧化亚铜送入到50份乙醇溶剂中，搅拌分散充分，得到纳米氧化亚铜悬浮液；
S102：将35份纳米氧化亚铜悬浮液中加入5份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3份吐温60和10份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，搅拌充分，得到纳米氧化亚铜改性液；
S103：将10份膨润土改性剂加入到25份纳米氧化亚铜改性液中，超声分散，分散结束，水洗、干燥，然后煅烧处理，处理结束，得到改性纳米氧化亚铜。
本实施例的超声分散的功率为500W，超声时间为35min。
本实施例的煅烧处理的煅烧温度为155℃，煅烧时间为20min。
本实施例的膨润土改性剂的制备方法为：将20份膨润土中加入5份硅酸钠水溶液，然后再加入3份硝酸铈、0.7份乙二胺四醋酸和0.3份二月桂酸二丁基锡，于65℃下搅拌30min，搅拌200r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土改性剂。
本实施例的硅酸钠水溶液为20份硅酸钠加入到45份水中，温度于85℃下搅拌30min，搅拌400r/min，得到硅酸钠水溶液。
本实施例的增强调配剂的制备方法为：
将20份次磷酸铝加入到25份丙酮溶剂中，然后加入3份硝酸镧、0.5份四乙氧基硅烷、0.3份磷酸二异辛酯，于95℃下搅拌2h，搅拌转速为800r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到增强调配剂。
本实施例的增稠剂为聚丙烯酸钠；所述有机硅树脂为a,w-二羟基聚二甲基聚硅氧；所述有机溶剂为乙醇溶剂。
本实施例的一种低铜环保高效自抛光防污漆的制备方法，包括以下步骤：将原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，得到本发明的低铜环保高效自抛光防污漆。
实施例3.
本实施例的一种低铜环保高效自抛光防污漆，包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂40份、松香15份、改性纳米氧化亚铜4.5份、增强调配剂2份、增稠剂4.5份、有机硅树脂7.5份、有机溶剂30份。
本实施例的改性纳米氧化亚铜的改性方法为：
S101：将40份纳米氧化亚铜送入到45份乙醇溶剂中，搅拌分散充分，得到纳米氧化亚铜悬浮液；
S102：将30份纳米氧化亚铜悬浮液中加入3份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、2份吐温60和7.5份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，搅拌充分，得到纳米氧化亚铜改性液；
S103：将7.5份膨润土改性剂加入到20份纳米氧化亚铜改性液中，超声分散，分散结束，水洗、干燥，然后煅烧处理，处理结束，得到改性纳米氧化亚铜。
本实施例的超声分散的功率为300W，超声时间为30min。
本实施例的煅烧处理的煅烧温度为140℃，煅烧时间为15min。
本实施例的膨润土改性剂的制备方法为：将15份膨润土中加入4份硅酸钠水溶液，然后再加入2份硝酸铈、0.5份乙二胺四醋酸和0.2份二月桂酸二丁基锡，于60℃下搅拌25min，搅拌175r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土改性剂。
本实施例的硅酸钠水溶液为15份硅酸钠加入到40份水中，温度于80℃下搅拌25min，搅拌375r/min，得到硅酸钠水溶液。
本实施例的增强调配剂的制备方法为：
将15份次磷酸铝加入到20份丙酮溶剂中，然后加入2份硝酸镧、0.3份四乙氧基硅烷、0.2份磷酸二异辛酯，于90℃下搅拌1.5h，搅拌转速为700r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到增强调配剂。
本实施例的增稠剂为羧甲基纤维素；所述有机硅树脂为a,w-二羟基聚二甲基聚硅氧；所述有机溶剂为乙醇溶剂。
本实施例的一种低铜环保高效自抛光防污漆的制备方法，包括以下步骤：将原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，得到本发明的低铜环保高效自抛光防污漆。
对比例1.
与实施例3不同是改性纳米氧化亚铜采用纳米氧化亚铜代替。
对比例2.
与实施例3不同是改性纳米氧化亚铜改性中膨润土改性剂采用石墨烯改性剂。
对比例3.
与实施例3不同是改性纳米氧化亚铜的改性方法不同；
S101：将40份纳米氧化亚铜送入到45份乙醇溶剂中，搅拌分散充分，得到纳米氧化亚铜悬浮液；
S102：将30份纳米氧化亚铜悬浮液中加入3份盐酸、2份海藻酸钠和7.5份硅烷偶联剂kH560，搅拌充分，得到纳米氧化亚铜改性液；
S103：将7.5份膨润土加入到20份纳米氧化亚铜改性液中，超声分散，分散结束，水洗、干燥，然后煅烧处理，处理结束，得到改性纳米氧化亚铜。
对比例4.
与实施例3不同是未加入增强调配剂。
对比例5.
与实施例3不同是增强调配剂的制备方法不同；
将15份纳米氧化锌加入到20份丙酮溶剂中，然后加入2份硝酸镧、0.3份四乙氧基硅烷、0.2份磷酸二异辛酯，于90℃下搅拌1.5h，搅拌转速为700r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到增强调配剂。
对比例6.
与实施例3不同是增强调配剂的制备方法不同；
将15份次磷酸铝加入到20份丙酮溶剂中，然后加入2份三乙醇胺硼酸酯、0.3份硅酸锆、0.2份丙三醇，于90℃下搅拌1.5h，搅拌转速为700r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到增强调配剂。
实施例1-3及对比例1-6产品进行常规性能、5％的氯化钠、1％的氢氧化钠按照重量比2:1盐碱条件下测试；
Figure BDA0003647827450000091
Figure BDA0003647827450000101
从实施例1-3及对比例1-6可看出；
本发明改性纳米氧化亚铜采用纳米氧化亚铜，拉拨法附着力再常规条件下，性能变化不是很大，但再盐碱条件下，产品性能显著变差，同时增强调配剂的加入，能够显著增强产品在盐碱条件下的拉拨法附着力；
此外，纳米氧化亚铜的制备以及增强调配剂的制备具有独特性，采用其他方法均不如本发明改进效果，本发明改进效果最为显著；
通过对比例2、5、实施例3发现，改性纳米氧化亚铜改性中，膨润土改性剂采用其他原料代替，以及增强调配剂的制备中次磷酸铝采用纳米氧化锌代替，改进效果均不如本发明的产品使用效果显著。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种低铜环保高效自抛光防污漆，其特征在于，包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂35-45份、松香10-20份、改性纳米氧化亚铜3-6份、增强调配剂1-3份、增稠剂3-6份、有机硅树脂5-10份、有机溶剂25-35份；
所述改性纳米氧化亚铜的改性方法为：
S101：将35-45份纳米氧化亚铜送入到40-50份乙醇溶剂中，搅拌分散充分，得到纳米氧化亚铜悬浮液；
S102：将25-35份纳米氧化亚铜悬浮液中加入1-5份N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、1-3份吐温60和5-10份三异硬脂酰基钛酸异丙酯，搅拌充分，得到纳米氧化亚铜改性液；
S103：将5-10份膨润土改性剂加入到15-25份纳米氧化亚铜改性液中，超声分散，分散结束，水洗、干燥，然后煅烧处理，处理结束，得到改性纳米氧化亚铜；
所述煅烧处理的煅烧温度为135-155℃，煅烧时间为10-20min；
所述膨润土改性剂的制备方法为：将10-20份膨润土中加入3-5份硅酸钠水溶液，然后再加入1-3份硝酸铈、0.3-0.7份乙二胺四醋酸和0.1-0.3份二月桂酸二丁基锡，于55-65℃下搅拌20-30min，搅拌150-200r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到膨润土改性剂；
所述硅酸钠水溶液为10-20份硅酸钠加入到35-45份水中，温度于75-85℃下搅拌20-30min，搅拌350-400r/min，得到硅酸钠水溶液；
所述增强调配剂的制备方法为：
将10-20份次磷酸铝加入到15-25份丙酮溶剂中，然后加入1-3份硝酸镧、0.1-0.5份四乙氧基硅烷、0.1-0.3份磷酸二异辛酯，于85-95℃下搅拌1-2h，搅拌转速为500-800r/min，搅拌结束，水洗、干燥，得到增强调配剂。
2.根据权利要求1所述的一种低铜环保高效自抛光防污漆，其特征在于，所述低铜环保高效自抛光防污漆包括以下重量份原料：
丙烯酸锌树脂40份、松香15份、改性纳米氧化亚铜4.5份、增强调配剂2份、增稠剂4.5份、有机硅树脂7.5份、有机溶剂30份。
3.根据权利要求1所述一种低铜环保高效自抛光防污漆，其特征在于，所述超声分散的功率为100-500W，超声时间为25-35min。
4.根据权利要求1所述一种低铜环保高效自抛光防污漆，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的一种或多种组合物；所述有机硅树脂为α , ω -二羟基聚二甲基硅氧烷；所述有机溶剂为乙醇溶剂。
5.一种如权利要求1-4任一项所述低铜环保高效自抛光防污漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将原料依次加入到搅拌机中混合，搅拌至混合充分，得到低铜环保高效自抛光防污漆。
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