CN1793247A - 一种低表面能氟碳防污涂料 - Google Patents

Abstract

一种低表面能氟碳防污涂料，属于海洋防污涂料领域。本发明由甲乙组分按12－20∶1的重量比混匀制成，其甲组分由下列重量百分比的物质配制而成：氟碳树脂30－60％，氧化锌5－20％，颜料1－15％，防污剂0.1－45％，有机硅化合物0.1－10％，助剂0.1－2％。乙组分为脂肪族、芳香族固化剂。本发明的低表面能氟碳涂料即在涂装前几小时内将氟碳涂料甲组分与固化剂乙组分混匀，涂装后室温交联固化，使氟碳防污涂料在成膜后具有很低的表面能和很高的与水的接触角，并实现低表面能和防污剂的协同防污，从而达到良好的防止海洋生物附着的功效。

Description

一种低表面能氟碳防污涂料

技术领域

本发明涉及一种低表面能氟碳防污涂料，属于海洋防污涂料领域。

背景技术

海洋防污涂料作为一种特殊的功能防护涂料，用于涂装在船底、海洋结构物、海洋石油平台、海底输油管线等，以防止海洋生物的附着污损。

低表面能防污涂料，其防污原理是研制具有独特表面性能的涂料，使海生物难以在上面附着，即使附着也不牢固，附着界面非常弱，在水流或其他外力作用下很容易脱落。传统的毒性防污涂料一般只对某些海生物有抑制作用，而且随着毒性物质的不断释放，其防污效果也逐步下降。低表面能防污涂料则能防止各种海生物的附着，更为重要的是，低表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用，不存在毒性物质的释放损耗问题，能起到长期防污的作用。如中国专利CN1097447A公开了田军等人发明的以改性室温硫化硅橡胶和其它低表面张力添加剂组成的防污涂料，使海洋生物难以附着达到防污的效果。CN1170020A专利报道了田军等人发明的一种无毒海洋防污涂料，其为改性有机硅环氧树脂涂料，具有很低的表面能，从而阻止海洋附着生物对船体等的污损。目前研究开发的单纯的低表面能防污涂料往往只能使海生物附着不牢，需定期清理。附着生物一旦长大将很难除去，清理过程中会破坏漆膜。因而目前其应用范围有很大的局限性，多应用于高速船，而对难以定期上坞清理的大型船只尚无法应用。

发明内容

本发明的一个目的是为解决上述现有技术中低表面能防污涂料只能用于高速船舶、不能长期防污的问题，提供一种无毒无污染、能够长期防污、适用于各种船舶、防污性能优异的低表面能氟碳防污涂料。

为实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种低表面能氟碳防污涂料，本低表面能氟碳防污涂料由甲乙组分按重量为12-20∶1的比例混匀制成，其甲组分由下列重量百分比的物质配制而成：氟碳树脂30-60％，氧化锌5-20％，颜料1-15％，防污剂0.1-45％，有机硅化合物0.1-10％，助剂0.1-2％。

优选配方：氟碳树脂40-50％，氧化锌10-15％，所述颜料为钛白粉3-8％，防污剂30-50％，有机硅化合物3-8％，助剂0.5-1.5％。

所述低表面能氟碳防污涂料中还可以含有0-5％的填料，填料为现有技术中的填料，如滑石粉、轻质碳酸钙等。

所述甲组分中的防污剂可以是氧化亚铜、正-壬酸香草酰胺、N-2，4，6-三氯苯基马来酰亚胺、1，3-二氯5，5-二甲基海因、异噻唑啉酮类、琉氧砒啶锌、琉氧砒啶铜、海生肽、辣椒碱、生物碱、KH101、DIURON、IRGAROL 1051、聚环己胍磷酸盐，硼基生物酸类防污剂等其中的一种或一种以上的防污剂。

甲组分中氟碳树脂是大连振邦氟涂料股份有限公司的产品F-100、F-200。

所述的有机硅化合物是甲基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷共聚物、多羟基改性聚有机硅氧烷、聚醚改性聚有机硅氧烷、多羟基聚醚改性聚有机硅氧烷、有机硅改性聚丙烯酸酯、氟化改性聚有机硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷等的一种或两种，如德国毕克化学公司(BYK)的3700；如广东标美硅氟精细化工研究所有限公司的SF-1004硅树脂。

所述的助剂是消泡剂、流平剂、润湿分散剂等的混合物，以1∶0.5-2∶2-8的重量比配制而成。

所述润湿分散剂为聚醚改性聚有机硅氧烷、阴离子型溶湿分散剂、低分子量不饱和多元羧酸聚合物、含亲和颜料基团的共聚体、高分子量溶湿分散剂、含酸性基团的共聚体中的一种或一种以上，如德国毕克化学公司(BYK)的103、104、110、161、163；德谦化学有限公司的903、904；广东标美硅氟精细化工研究所有限公司的SF-722、SF722A。

所述的消泡剂是有机硅消泡剂、聚有机硅氧烷复合物、聚醚改性聚有机硅氧烷等的一种，如德国毕克化学公司(BYK)的051、052、066、141、390；如广东标美硅氟精细化工研究所有限公司的SF-800、SF-725、K-809。

所述的流平剂是聚有机硅氧烷复合物、聚醚改性聚有机硅氧烷、有机硅改性聚丙烯酸酯等的一种，如荷兰埃夫卡公司(EFKA)的3033、3777；如德国毕克化学公司(BYK)的306、354、358，优选BY K-358；如广东标美硅氟精细化工研究所有限公司的K-362、K-0401、K-363。

乙组分为脂肪族、芳香族固化剂。其可以是含氟脂肪族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸脂、芳香族聚异氰酸脂加成物、芳香族三聚体、芳香族聚胺等的一种。如如德国毕克化学公司(BYK)的DESMODUR^L75、DESMODEY^N75。

本发明的另一个目的是提供一种的制备方法。制备方法的步骤如下：

a.按甲组分配方的重量百分比在容器中加入规定量的氟树脂、氧化锌、防污剂、颜填料、有机硅化合物和部分混合溶剂，混合溶剂为醋酸丁酯、丁醇、醋酸乙酯、丙酮、丙酮醇的混合物，其配比按重量计为醋酸丁酯∶丁醇∶醋酸乙酯∶丙酮∶丙酮醇＝1∶0.2-0.3∶0.2-0.3∶0.1-0.2∶0.05-0.1；在2000rpm转速下高速分散2小时，当细度≤50μm时，按配方量加入各种助剂，并用剩余混合溶剂调节粘度，搅拌均匀后用80-150目滤网过滤，计量包装。

b.甲、乙组份按重量为12-20∶1的配比混匀，使用。

更进一步地说，制备方法的步骤如下：

a.按甲组分配方的重量百分比在容器中加入规定量的氟树脂、氧化锌、防污剂、颜填料、有机硅化合物和1/3以上但不为全部的混合溶剂；在2000rpm转速下高速分散2小时，当细度≤50μm时，按配方量加入各种助剂，并用剩余混合溶剂调节粘度至20-100d/s，搅拌均匀后用80-150目滤网过滤，计量包装。

b.甲、乙组份按重量为12-20∶1的配比混匀，使用。

本发明的涂敷方法可以为喷涂或刷涂。

本发明的涂层厚度控制在100微米-160微米，即可得到满意效果。

本发明的涂料喷涂在马口铁板上，涂层的性能特点如下：

1)漆膜干燥时间GB1728-79，室温16℃-25℃，6-8小时干燥。

2)附着力GB1720-79(划圈法)，1级。

3)柔韧性GB1781-79，1毫米。

4)铅笔硬度，1H。

5)涂层的表面能：涂层与蒸馏水的接触角为大于100°。计算得涂层表面能小于25mN/m。

本发明的低表面能氟碳涂料使用时可在涂装前几小时内将氟碳涂料甲组分与固化剂乙组分混匀，涂装后室温交联固化，使氟碳防污涂料在成膜后具有很低的表面能和很高的与水的接触角，并实现低表面能和防污剂的协同防污，从而达到良好的防止海洋生物附着的功效。

附图说明

图1实施例1的涂层与水的接触角图像

图2实施例2的涂层与水的接触角图像

图3实施例3的涂层与水的接触角图像

具体实施方式

下面列举实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这些实施例。

实施例1：低表面能氟碳涂料的生产

甲乙组分的重量比为13∶1，甲组分配方如下：

氟碳树脂(F-100)45kg，氧化锌7.5kg，钛白粉8kg，防污剂35kg，(其中，氧化亚铜27.5kg，SeaNine2117kg，辣椒素0.5kg)，甲基聚硅氧烷3kg，BYK-161 0.9kg，BYK-306 0.3kg，BYK-066 0.3kg。

乙组分为DESMODUR^L75；

按照下述步骤制备：

a.按甲组分配方在容器中加入氟树脂、氧化锌、防污剂、颜填料、有机硅化合物和重量为溶剂总重量2/3的混合溶剂；在2000rpm转速下高速分散2小时，当细度为50μm时，按配方量加入各种助剂，并用剩余混合溶剂调节粘度至60d/s，搅拌均匀后用100目滤网过滤，计量包装。

b.甲、乙组份按重量比13∶1混匀，使用。

实施例2：低表面能氟碳涂料中甲组分的制备

甲乙组分重量比为14∶1，甲组分配方如下：

氟碳树脂(F-200)40kg，氧化锌11kg，钛白粉12kg，防污剂32kg(其中，氧化亚铜27.5kg，SeaNine2117kg，辣椒素0.5kg)，二甲基聚硅氧烷5kg，BYK-163 0.9kg，SF-800 0.3kg，SF-707 0.3kg。

甲组分按照下述步骤制备：

按甲组分配方在容器中加入氟树脂、氧化锌、防污剂、颜填料、有机硅化合物和重量为溶剂总重量3/4的混合溶剂；在2000rpm转速下高速分散2小时，当细度为40μm时，按配方量加入各种助剂，并用剩余混合溶剂调节粘度至80d/s，搅拌均匀后用120目滤网过滤，计量包装。

实施例3：低表面能氟碳涂料的生产

按照实施例1所述的方法生产低表面能氟碳涂料，甲乙组分重量比为14∶1，甲组分配方如下：

氟碳树脂(F-200)45kg，氧化锌13kg，钛白粉10kg，防污剂35kg(其中，氧化亚铜25kg，TCPM7kg，SK1100 3kg)，BYK-3700 5kg，SF-725 0.9kg，SF-800 0.3kg，SF-707 0.3kg。

用OCA20 Dataphysics视频接触角测量仪测得防污涂层与去离子水的接触角见表1。经计算得到的涂层表面能见表2.实施例涂层与去离子水的接触角测量视频图像见图1。

表1.实施例涂层与去离子水的接触角

实施例	实施例1	实施例2	实施例3
				与水的接触角	105	107	109

表2.实施例涂层的表面能

实例	实施例1	实施例2	实施例3
				表面能mN/m	22.5	20.8	19.8

实施例4-9

按照实施例1所述的方法制备本发明的产品，甲组分具体物质及配比详见下表：

原料(wt％)			实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8	实施例9
									氟碳树脂(F-100)			60		50		30
氟碳树脂(F-200)				52		34.5		40
									氧化锌			14.8	10	8	12	20	15
钛白粉			15	6	10	5	10	10
									防污剂	KH101			0.4	3		5
正-壬酸香草酰胺			0.4	0.4		2
								N-2，4，6-三氯苯基马来酰亚胺			4	7.1	16	5
1，3-二氯5，5-二甲基海因						5	5
								异噻唑啉酮
琉氧砒啶锌		0.1				3
								琉氧砒啶铜						5
海生肽							3
								氧化亚铜			22	17	24	13.9	20
有机硅化合物	甲基聚硅氧烷		10			3
								二甲基聚硅氧烷			4			0.1	5
	BYK-3700				3	5
									消泡剂	BYK-066	0.02	0.3		0.1			0.3
SF-800			0.3		0.3
							K-809
流平剂	BYK-306	0.02	0.15		0.1
							K-362				0.2		0.3	0.3
	K-363
							助剂		润湿分	BYK-161	0.03			0.3			0.4
散剂	BYK-163	0.03	0.75					1.0
										SF-725			1		0.4

Claims (6)

1.一种低表面能氟碳防污涂料，本低表面能氟碳防污涂料由甲乙组分按重量为12-20∶1的比例混匀制成，其甲组分由下列重量百分比的物质配制而成：氟碳树脂30-60％，氧化锌5-20％，颜料1-15％，防污剂0.1-45％，有机硅化合物0.1-10％，助剂0.1-2％；乙组分为脂肪族、芳香族固化剂。

2.根据权利要求1所述低表面能氟碳防污涂料其特征在于，甲组分为氟碳树脂40-50％，氧化锌10-15％，所述颜料为钛白粉5-10％，防污剂30-40％，有机硅化合物3-8％，助剂0.5-1.5％。

3.根据权利要求1所述低表面能氟碳防污涂料其特征在于，乙组分为二甲苯、丁酯按重量比为1∶1～2的混合物。

4.根据权利要求1所述低表面能氟碳防污涂料其特征在于，甲组分中防污剂选自氧化亚铜、正-壬酸香草酰胺、N-2，4，6-三氯苯基马来酰亚胺、1，3-二氯5，5-二甲基海因、异噻唑啉酮类、琉氧砒啶锌、琉氧砒啶铜、海生肽、辣椒碱、生物碱、KH101、DIURON、IRGAROL 1051、聚环己胍磷酸盐，硼基生物酸类防污剂中的一种或一种以上；有机硅化合物选自甲基硅氧烷共聚物、二甲基硅氧烷共聚物、多羟基改性聚有机硅氧烷、聚醚改性聚有机硅氧烷、多羟基聚醚改性聚有机硅氧烷、有机硅改性聚丙烯酸酯、氟化改性聚有机硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷等的一种或两种。

5.根据权利要求1所述低表面能氟碳防污涂料其特征在于，甲组分中所述的助剂是消泡剂、流平剂、润湿分散剂；所述润湿分散剂为聚醚改性聚有机硅氧烷、阴离子型溶湿分散剂、低分子量不饱和多元羧酸聚合物、含亲和颜料基团的共聚体、高分子量润湿分散剂、含酸性基团的共聚体中的一种或一种以上；所述的消泡剂是有机硅消泡剂、聚有机硅氧烷复合物、聚醚改性聚有机硅氧烷等的一种；所述的流平剂是聚有机硅氧烷复合物、聚醚改性聚有机硅氧烷、有机硅改性聚丙烯酸酯等的一种。

6.根据权利要求1所述的低表面能氟碳防污涂料的制备方法，其特征在于，制备方法的步骤如下：

a.按甲组分配方的重量百分比在容器中加入规定量的氟树脂、氧化锌、防污剂、颜填料和部分混合溶剂；在2000rpm转速下高速分散2小时，当细度≤50μm时，按配方量加入各种助剂，并用剩余混合溶剂调节粘度，搅拌均匀后用80-150目滤网过滤，计量包装。

b.甲、乙组份按12-20∶1配比混匀，使用。

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