CN1312238C - 辣椒碱自抛光防污涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及辣椒碱自抛光防污涂料的制备。它的组成和质量百分比为：可水解树脂20-35，分散剂2-8，二氧化硅微粉15-40，漆用陶瓷微粉(＜20μm)10-30，天然辣椒碱(50%以上)3-10，有机溶剂15-30。采用丙烯酸和丙烯酸酯类予聚合物，与不饱和脂肪酸及二价金属碱性化合物反应合成可水解树脂；采用以阳离子表面活性剂改性的脱石微粉为分散剂，高度分散辣椒碱、二氧化硅微粉和陶瓷微粉所制得，通过在微碱性海水中树脂缓慢水解，自留下光滑表面并溶带出驱避剂，从而达到双效防污效果，其防污性大大高于氯化橡胶防污涂料，接近有机锡自抛光防污涂料。

Description

辣椒碱自抛光防污涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及无锡自抛光防污涂料的制备，特别是以天然辣椒碱为驱避剂，可水解树脂为基质，改性蒙脱石微粉为分散剂的无锡自抛光防污涂料的制备方法。
技术背景：
20世纪70年代开发的有机锡聚合物自抛光防污涂料，由于有机物聚合物在微碱性水中不断水解，缓慢释放有机锡聚合物而防污，留下的聚合物部分形成光滑表面而减阻，但是有机锡毒性极大，其含量高于0.1PPM的海水就严重影响海生物的生长、繁殖，产生遗传变异。因此世界海世组织属下的海洋环境保护委员会于2000年3月举行的第44次会议上，对全面禁止使用含有机锡防污涂料做出决定，自2003年1月1日起禁止有机锡防污剂在漆中使用，所以无锡自抛光防污涂料的研制和使用已成必然，其中以可水解树脂为基质制造无锡自抛光防污涂料更受到各国重视。
日本公开专利昭58-67767，利用可水解聚酯配制的自抛光防污涂料防污期可达3年(日本涂料公司)，欧洲专利公升201279，用松香与N-羟乙基乙烯二胺反应脱水制得可水解树脂(IP公司)，目前这类防污涂料均不能达到有机锡自抛光防污涂料的防污效果。
发明内容：
本发明的目的是提供一种辣椒碱自抛光防污涂料及其制备方法，它是以可水解的聚丙烯树酯类为基质，以辣椒碱为驱避剂，以改性蒙脱石微粉为分散剂的无锡自抛光防污涂料，该涂料在微碱性水中能缓慢水解，自留下部分树脂有一定水溶性和溶胀性，形成光滑表面，而离开的部分树脂溶出辣椒碱，发挥驱避动效。这样在自抛光膜和溶释辣椒碱驱避的双重作用下，使防污性能大大提高。
本发明的组成和质量百分比为：
可水解树脂              20-35
分散剂                  2-8
二氧化硅微粉            15-40
漆用陶瓷微粉(＜20μm)   10-30
天然辣椒碱(50％以上)    3-10
有机溶剂                15-30
所说的可水解树脂为丙烯酸和丙烯酸酯类及丁基硫醇反应再与不饱和脂肪酸和二价金属碱性化合物反应制成；
所说的分散剂为蒙脱石微粉，阳离子表面活性剂与氟化钠制成；
所说的有机溶剂为正丁醇、二甲苯、异丙醇或200号溶剂油或它们混用。
本发明辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法包括下述步骤：
1)在反应釜内放入丙烯酸和丙烯酸酯类及丁基硫醇和有机溶剂，在100℃-130℃温度下，反应1-4小时后，获得予聚物。继续加入不饱和脂肪酸和二价金属碱性化合物，升高温度到130℃-160℃，保温反应1-3小时，即获可水解树脂；
2)在分散剂中加入蒙脱石微粉，加水和氟化钠，高速分散2-10分钟，静量12-36小时后，获得蒙脱石钠，再加入阳离子表面活性剂，充分搅拌反应，静置20-40小时，用压滤机压滤脱水，干燥后，过200目筛，即获分散剂。
3)按计量将可水解树脂、分散剂、漆用陶瓷微粉、天然辣椒碱(含50％以上纯辣椒碱)与有机溶剂经予混、通过砂磨机研磨等通用的涂料设备，最后调制成辣椒碱自抛光防污涂料。
所说的丙烯酸和丙烯酸酯及有机溶剂的质量比为：丙烯酸∶丙烯酸酯类∶溶剂＝1∶2-5∶1-4。
所说的丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯或它们混用。
所说的不饱和脂肪酸是亚麻酸、亚油酸或蓖麻油酸。
所说的二价金属碱性化合物为氢氧化钙，氢氧化锌或氢氧化铜。
所说的丙烯酸，不饱和脂脂酸和二价金属碱性化合物质量比为：1∶0.5-2∶0.5-1。
所说的蒙脱石微粉，阳离子表面活性剂与氟化钠的质量比为：1∶0.125-0.25∶0.025-0.4。
所说的蒙脱石微粉可用膨润土经通常方法精制而可。
所说的阳离子表面活性剂为氯化十八烷基二甲基苄基铵，氯化十六烷基三甲基铵，氯化十二烷基三甲基铵、氯化双十八烷苯二甲基铵或氯化十二烷苯二甲基苄基铵。
所说的辣椒碱自抛光防污涂料用于海水中船舶的防污。
本发明的详细制备步骤描述如下：
将丙烯酸投入反应釜内加入丙烯酸酯类，丙烯酸与丙烯酸酯类按1∶2～5的质量比，再加入丁基硫醇和适量溶剂，在100℃～130℃温度下，搅拌反应1～4小时，然后将产物移入聚合缸内，加入不饱和脂肪酸和二价金属碱性化合物，不饱和脂肪酸与丙烯酸按1∶0.5～2质量比，二价金属碱性化合物与丙烯酸按1∶1～3质量比，在130～160℃搅拌反应1～3小时，获得可水解树脂。
将蒙脱石微粉放入分散机内加入50～150倍蒸馏水，再加入微粉重0.04～0.028氟化钠，搅拌2～10分钟，静量12～36小时，每隔6小时搅动5～10分钟。然后加入蒙脱石微粉量0.25～0.125的阳离子表面活性剂，搅拌反应30～60分钟，静置20～40分钟后，用压滤机脱水，沸腾床干燥，过200～400目筛，获得分散剂。
在予混缸中按配方加入可水解树脂量0.5，分散剂0.67和SiO2微粉、陶瓷微粉，天然辣椒碱及溶剂，充分混合后，投入砂磨机内研磨，然后移入调漆缸内，再按配方量加入余下的可水解树脂和分散剂，充分调合，静量成熟，最终制得辣椒碱自抛光防污涂料。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明给予进一步说明
实施例1
在反应釜内投入70kg丙烯酸、65kg丙烯酸甲酯、70kg丙烯酸丁酯、2kg丁基硫醇，100kg正丁醇和150kg二甲苯，加热到115℃，回流反应3.5小时后，加入65kg亚麻酸(或蓖麻酸60kg)和55kgCa(OH)2(或60kgZn(OH)2)，或50kgCu(OH)2)，加热到150℃，保温反应2.5小时，获得可水解树脂。
将蒙脱石微粉1kg加入44kg蒸馏水，在高速分散机内分散，再加入0.04kgNaF和50kg蒸馏水，高速分散8分钟，静置26小时，每隔10小时，高速分散5分钟，将0.2kg氯化十八烷基二甲基铵用1kg蒸馏水溶解后加入，搅拌20分钟，陈化24小时后，用板框压滤机脱水，流化床干燥后，过300目筛，获得特效分散剂。
在予混缸中加入75kg可水解树脂，15kg分散剂，125 SiO2微粉，105kg陶瓷微粉，25kg辣椒碱(50％)，以及二甲苯75kg、200号溶剂油25kg，搅拌混匀后，投入砂磨机中研磨，再移入调漆缸内，加入50kg可水解树脂和5kg分散剂，充分调合后，静置成熟，获得辣椒碱自抛光防污涂涂料产品。
挂板试验防污效果如表1
实施例2
防污漆配方如下，其操作工艺同实施例1
可水解树脂             150kg
分散剂                 15kg
SiO2微粉               100kg
漆用陶瓷微粉(＜20μm)  80kg
天然辣椒碱(50％)       40kg
正丁醇                 115kg
挂板试验防污效果如表1
表1、辣椒碱自抛光防污涂料挂板试验结果
   样品 实施例1 实施例2 氯化橡胶防污涂料 有机锡自抛光防污涂料
防污性％ 1个月2个月3个月6个月 051035 02425 0203070 01220
防污性：海水中污染面积百分数。

Claims (10)

1、一种辣椒碱自抛光防污涂料，其特征在于它的组成和质量百分比为：
可水解树脂                       20-35
分散剂                           2-8
二氧化硅微粉                     15-40
小于20μm的漆用陶瓷微粉          10-30
含50％以上纯辣椒碱的天然辣椒碱   3-10
有机溶剂                         15-30
所说的可水解树脂为丙烯酸和丙烯酸酯类及丁基硫醇反应再与不饱和脂肪酸和二价金属碱性化合物反应制成；
所说的分散剂为蒙脱石微粉，其为蒙脱石微粉经氟化钠与阳离子表面活性剂改性制成；
所说的有机溶剂为正丁醇、二甲苯、异丙醇或200号溶剂油或它们混用。
2、权利要求1所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于它包括下述步骤：
1)在反应釜内放入丙烯酸和丙烯酸酯类及丁基硫醇和有机溶剂，在100℃-130℃温度下，反应1-4小时后，加入不饱和脂肪酸和二价金属碱性化合物，升高温度到130℃-160℃，保温反应1-3小时，即获可水解树脂；
2)在分散剂中加入蒙脱石微粉，加水和氟化钠，高速分散2-10分钟，静量12-36小时后，再加入阳离子表面活性剂，充分搅拌反应，静置20-40小时，压滤脱水，干燥后，过200目筛，即获分散剂。
3)按计量将可水解树脂、分散剂、漆用陶瓷微粉、天然辣椒碱与有机溶剂经予混、研磨，最后调制成辣椒碱自抛光防污涂料。
3、按照权利要求2所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于所说的丙烯酸和丙烯酸酯及有机溶剂的质量比为：丙烯酸∶丙烯酸酯类∶溶剂＝1∶2-5∶1-4。
4、按照权利要求2所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于所说的丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯或它们混用。
5、按照权利要求2所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于所说的不饱和脂肪酸是亚麻酸、亚油酸或蓖麻油酸。
6、按照权利要求2所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于所说的二价金属碱性化合物为氢氧化钙，氢氧化锌或氢氧化铜。
7、按照权利要求2所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于所说的丙烯酸，不饱和脂脂酸和二价金属碱性化合物质量比为：1∶0.5-2∶0.5-1。
8、按照权利要求2所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于所说的蒙脱石微粉，阳离子表面活性剂与氟化钠的质量比为：1∶0.125-0.25∶0.025-0.4。
9、按照权利要求2所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于所说的蒙脱石微粉可用膨润土经通常方法精制而得。
10、按照权利要求2所说的辣椒碱自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于所说的阳离子表面活性剂为氯化十八烷基二甲基苄基铵，氯化十六烷基三甲基铵，氯化十二烷基三甲苯基铵、氯化双十八烷苯二甲基铵或氯化十二烷苯二甲基苄基铵。
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