CN115873460A - 一种无毒环保型防污涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无毒环保型防污涂料制备方法。一种无毒环保型防污涂料，按质量百分比，由以下组分组成：溶剂30‑40％；氟硅改性丙烯酸树脂40‑50％；改性磷灰石:7‑10％；纳米胶粉：7.5～20％；稳定剂0.1‑2％；消泡剂0.1～1.5％。本发明利用改性磷灰石加入纳米硫化胶粉，配合树脂，达成抗污，环保，防腐性能高，且无毒，环境友好的高性能稳定的防污涂料。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种无毒环保型防污涂料制备方法。
背景技术
海洋防污涂料，主要是通过漆膜中防污剂(毒料)的逐步渗出防止海洋生物的污损。但是，早先的防污涂料在抑制海洋生物附着的同时也对海洋环境造成了二次污染，因此，开发高效、持久的绿色环保海洋防污涂料已成为必然趋势。理想的海洋防污涂料对植物和动物性海洋附着生物有防附作用，并有较长的防污期效。
目前防污涂料主要分为两大类：一是含杀虫剂的防污涂料；含杀虫剂，但对环境有影响，持续将所含的毒物释放到海洋中；二是不含杀虫剂的防污涂料(或称低表面能防污涂料，或污损释放型防污涂料FRC)；不含杀虫剂，但是涂层要求厚，漆膜软，效果不是很好，对航行速度低的船舶起不到有效的防污作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种无毒环保型防污涂料制备方法，其利用改性磷灰石加入纳米硫化胶粉，配合树脂，达成抗污，环保，防腐性能高，且无毒，环境友好的高性能稳定的防污涂料。
本发明所采用的技术方案是：
一种无毒环保型防污涂料，其按质量百分比，由以下组分组成：
溶剂30-40％；
氟硅改性丙烯酸树脂40-50％；
改性磷灰石:7-10％；
纳米胶粉：7.5～20％；
稳定剂0.1-2％；
消泡剂0.1～1.5％。
所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和正丁醇的混合液。
所述溶剂中二甲苯、醋酸丁酯与正丁醇的质量比为20:20:60。采用上述溶剂可以有效对涂料组分中的高分子树脂进行溶解，同时又不影响涂料涂层的致密性，可有效保证涂抹的均匀连续性。
作为优选，所述氟硅改性丙烯酸树脂中氟和硅的质量百分比为1-3％。
所述稳定剂是无机类的氯化铵、氯化钙和有机类的聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素中的一种或多种。优选的，选择无机类和有机类复合使用的，能达到协同效应，效果比单一使用好。
所述改性磷灰石是多孔型磷灰石改性磷灰石。所述改性磷灰石，是稀土改性磷灰石，贵金属改性磷灰石，有机改性磷灰石中的一种或几种。所述改性磷灰石的粒径小于500纳米。根据我们的研究，利用多孔型磷灰石进行改性，改性后的磷灰石作为涂料的中间体，其密度小而硬度高，可以和涂料的各组分充分均匀的混合。多孔的特性，更是在和纳米硫化胶粉混合后，可以达到自行组装成不规则粒子的微观机构。制成品测试发现，产品附着力好，防污能力强。
所述氟硅改性丙烯酸树脂中氟和硅的质量百分比为1～3％。
所述稳定剂是无机类稳定剂和有机类稳定剂的混合物。
所述改性磷灰石是多孔型磷灰石添加造孔剂后的改性磷灰石。所述改性磷灰石，是稀土改性磷灰石，贵金属改性磷灰石，有机改性磷灰石中的一种或几种。所述改性磷灰石的粒径为在500纳米以内。
所述纳米硫化胶粉的粒径小于500纳米。
制备方法，其用于制备所述的一种环保型防污涂料，其包括以下步骤：
S1、在混合罐中制备溶剂；
S2、将氟硅改性丙烯酸树脂加入到混合罐中，加热并搅拌；
S3、将有改性磷灰石加入到混合罐中，搅拌并保温1-2小时；
S4、将纳米硫化胶粉和稳定剂、消泡剂混合均匀，并加入混合罐中搅拌；
S5、将上述溶液经胶体磨，处理30分钟后，冷却出料。
本发明的有益效果是：本发明项下的涂料，利用改性磷灰石加入纳米硫化胶粉，配合树脂，达成抗污，环保，防腐性能高，且无毒，环境友好的高性能稳定的防污涂料。加入纳米硫化胶粉后，一方面纳米硫化胶粉的结构特点，在微观下，硫化胶粉不是球体，而是不规则的撕裂的微粒，这样的微粒状态可以和树脂及磷灰石非常好的混合并融为一体。此外，让涂层的表面，天然的带上了一种类似植绒的效果。而这种类似的植绒形态，可以起到两方面的作用：1、海洋生物的附着带来极大的困难，柔软和不均匀的表面上，海洋生物很难附着；2、这种植绒形态在流体力学上可以为船体运动时，减少阻力。
硫化胶粉因自带的硫化味道，而海洋生物则对这种味道极为抗拒。氟硅改性树脂在用作海洋防污涂料时，有利的一方面事它的低表面能特性，但其附着力并不好。在加入了改性磷灰石和纳米硫化胶粉后，极大的增强了涂膜的附着力。涂层的耐磨、抗拉伸性及附着力都非常好，并且使用温度宽泛-60—100度。磷灰石在改性的过程中，加入发泡剂，最后的成品呈多孔型，和纳米硫化胶粉可以非常均匀的混合，提高了涂料的附着力。微观下，多孔的磷灰石和纳米硫化胶粉非常好的组装，在涂层中形成不规则的粒子，均匀的分布在涂层中，而涂层的表面则形成了一种植绒形态。
附图说明
图1是本发明制备方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种无毒环保型防污涂料，其按质量百分比，由以下组分组成：
溶剂30-40％；
氟硅改性丙烯酸树脂40-50％；
改性磷灰石:7-10％；
纳米胶粉：7.5～20％；
稳定剂0.1-2％；
消泡剂0.1～1.5％。
所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和正丁醇的混合液。
所述溶剂中二甲苯、醋酸丁酯与正丁醇的质量比为20:20:60。采用上述溶剂可以有效对涂料组分中的高分子树脂进行溶解，同时又不影响涂料涂层的致密性，可有效保证涂抹的均匀连续性。
作为优选，所述氟硅改性丙烯酸树脂中氟和硅的质量百分比为1-3％。
所述稳定剂是无机类的氯化铵、氯化钙和有机类的聚乙烯醇、淀粉、羧甲基纤维素中的一种或多种。优选的，选择无机类和有机类复合使用的，能达到协同效应，效果比单一使用好。
所述改性磷灰石是多孔型磷灰石改性磷灰石。所述改性磷灰石，是稀土改性磷灰石，贵金属改性磷灰石，有机改性磷灰石中的一种或几种。所述改性磷灰石的粒径小于500纳米。根据我们的研究，利用多孔型磷灰石进行改性，改性后的磷灰石作为涂料的中间体，其密度小而硬度高，可以和涂料的各组分充分均匀的混合。多孔的特性，更是在和纳米硫化胶粉混合后，可以达到自行组装成不规则粒子的微观机构。制成品测试发现，产品附着力好，防污能力强。
所述氟硅改性丙烯酸树脂中氟和硅的质量百分比为1～3％。
所述稳定剂是无机类稳定剂和有机类稳定剂的混合物。
所述改性磷灰石是多孔型磷灰石添加造孔剂后的改性磷灰石。所述改性磷灰石，是稀土改性磷灰石，贵金属改性磷灰石，有机改性磷灰石中的一种或几种。所述改性磷灰石的粒径为在500纳米以内。
所述纳米硫化胶粉的粒径小于500纳米。
制备方法，其用于制备所述的一种环保型防污涂料，其包括以下步骤：
S1、在混合罐中制备溶剂；
S2、将氟硅改性丙烯酸树脂加入到混合罐中，加热并搅拌；
S3、将有改性磷灰石加入到混合罐中，搅拌并保温1-2小时；
S4、将纳米硫化胶粉和稳定剂、消泡剂混合均匀，并加入混合罐中搅拌；
S5、将上述溶液经胶体磨，处理30分钟后，冷却出料。
本发明的有益效果是：本发明项下的涂料，利用改性磷灰石加入纳米硫化胶粉，配合树脂，达成抗污，环保，防腐性能高，且无毒，环境友好的高性能稳定的防污涂料。加入纳米硫化胶粉后，一方面纳米硫化胶粉的结构特点，在微观下，硫化胶粉不是球体，而是不规则的撕裂的微粒，这样的微粒状态可以和树脂及磷灰石非常好的混合并融为一体。此外，让涂层的表面，天然的带上了一种类似植绒的效果。而这种类似的植绒形态，可以起到两方面的作用：1、海洋生物的附着带来极大的困难，柔软和不均匀的表面上，海洋生物很难附着；2、这种植绒形态在流体力学上可以为船体运动时，减少阻力。
硫化胶粉因自带的硫化味道，而海洋生物则对这种味道极为抗拒。氟硅改性树脂在用作海洋防污涂料时，有利的一方面事它的低表面能特性，但其附着力并不好。在加入了改性磷灰石和纳米硫化胶粉后，极大的增强了涂膜的附着力。涂层的耐磨、抗拉伸性及附着力都非常好，并且使用温度宽泛-60—100度。磷灰石在改性的过程中，加入发泡剂，最后的成品呈多孔型，和纳米硫化胶粉可以非常均匀的混合，提高了涂料的附着力。微观下，多孔的磷灰石和纳米硫化胶粉非常好的组装，在涂层中形成不规则的粒子，均匀的分布在涂层中，而涂层的表面则形成了一种植绒形态。
下面对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例1-4中各组分含量如下表
(二)检测结果见下表：
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 硬度 | H | H | H | H |
| 弯曲 | 2 | 2 | 3 | 2 |
| 膜厚(mm) | 36 | 29 | 40 | 30 |
| 接触角(°) | 98 | 113 | 96 | 108 |
| 磨损失重(g) | 0.013 | 0.02 | 0.025 | 0.011 |
| 耐溶剂性 | 不露基材 | 不露基材 | 不露基材 | 不露基材 |
| 稳定性 | ≥30天 | ≥30天 | ≥30天 | ≥30天 |
由检测结果可知：
本发明的防污漆漆膜的柔韧性和硬度良好；从检测结果可以看出防污漆膜表面的接触角最小为96°，最高为113°，疏水性较好。
上面结合具体实施方式对本发明作了详细的说明。但是，本发明并不限于上面所描述的内容。在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本发明构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种无毒环保型防污涂料，其特征在于：按质量百分比，由以下组分组成：
溶剂30-40％；
氟硅改性丙烯酸树脂40-50％；
改性磷灰石:7-10％；
纳米胶粉：7.5～20％；
稳定剂0.1-2％；
消泡剂0.1～1.5％。
2.根据权利要求1所述的一种环保型防污涂料，其特征在于：所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯和正丁醇的混合液。
3.根据权利要求2所述的一种环保型防污涂料，其特征在于：所述溶剂中二甲苯、醋酸丁酯与正丁醇的质量比为20:20:60。
4.根据权利要求3所述的一种环保型防污涂料，其特征在于：所述氟硅改性丙烯酸树脂中氟和硅的质量百分比为1～3％。
5.根据权利要求4所述的一种环保型防污涂料，其特征在于：所述稳定剂是无机类稳定剂和有机类稳定剂的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种环保型防污涂料，其特征在于：：所述改性磷灰石是多孔型磷灰石添加造孔剂后的改性磷灰石。所述改性磷灰石，是稀土改性磷灰石，贵金属改性磷灰石，有机改性磷灰石中的一种或几种。所述改性磷灰石的粒径为在500纳米以内。
7.根据权利要求6所述的一种环保型防污涂料，其特征在于：：所述纳米硫化胶粉的粒径小于500纳米。
8.制备方法，其用于制备如权利要求1-7任意一项所述的一种环保型防污涂料，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、在混合罐中制备溶剂；
S2、将氟硅改性丙烯酸树脂加入到混合罐中，加热并搅拌；
S3、将有改性磷灰石加入到混合罐中，搅拌并保温1-2小时；
S4、将纳米硫化胶粉和稳定剂、消泡剂混合均匀，并加入混合罐中搅拌；
S5、将上述溶液经胶体磨，处理30分钟后，冷却出料。
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