本发明涉及涂料,特别涉及一种水解型线性自抛光防污涂料及其制备方法。
背景技术:
1、目前使用比较广泛的水解型自抛光防污漆一般采用两种不同水解机理的树脂作为成膜物质。
2、其中之一是以丙烯酸锌和丙烯酸铜为代表的离子交换型自抛光树脂;另一种是基于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、丙烯酸硅烷酯和内酯共聚合成的丙烯酸甲硅烷酯或甲基丙烯酸甲硅烷酯的主(侧)链降解或主侧链双解型自抛光树脂。
3、自从有机锡类防污漆被i mo全面禁止以来,目前主流自抛光防污漆分别使用丙烯酸锌、丙烯酸铜、(甲基)丙烯酸甲硅烷酯作为基体树脂,使用氧化亚铜、氧化锌、cupt、znpt、代森锌、溴代吡咯腈、dcoi t等作为生物杀伤剂。使用离子交换型树脂即丙烯酸锌或者丙烯酸铜树脂作为基体抛光树脂的防污漆的防污期效普遍能达到3年不超过5年;而使用(甲基)丙烯酸甲硅烷酯树脂作为基体抛光树脂的防污漆防污期效能达到5年,但是对船舶的航速有一定要求且在涂层服役前期效果并不十份理想。
4、丙烯酸锌/铜树脂基于离子交换通过离子键在海水中进行水解,而(甲基)丙烯酸甲硅烷酯树脂通过共价键在海水中进行水解,两者的水解速率有着本质的区别。通过离子键水解的丙烯酸锌/铜树脂的水解速率相对共价键水解的(甲基)丙烯酸甲基硅烷酯快,以其作为基体抛光树脂的防污漆抛光速率也较后者快,从而前者的防污期效相较后者段,往往只能达到3年;而后者因为共价键水解的原因,前期水解速率较慢,在低航速的应用场景中前期的防污效果并不十分理想。
5、cn 116396684 a公开了一种船舶用防污涂料,公开日为2023年07月07日,记载了采用丙烯酸锌树脂、主链降解丙烯酸硅烷酯树脂和防污剂等,得到具有较高的附着力、良好的自抛光性和优异的防污性能的涂料。然而,该技术方案中,丙烯酸锌树脂、主链降解丙烯酸硅烷酯树脂组合使用,不利于罐内储存,在储存过程中,涂料容易出现水解等不稳定的问题,导致涂料的自抛光性和优异的防污性能效果降低甚至罐内凝胶。
技术实现思路
1、为了解决上述背景技术提到的现有技术的不足,一种水解型线性自抛光防污涂料,包括以下组分:
2、离子交换型树脂、硅烷酯树脂、溶剂、触变剂、增塑剂、生物杀伤剂、颜填料和助剂a;
3、其中,所述助剂a为硅酸乙酯和碳化二亚胺类化合物中的一种或两种组合;
4、其中,离子交换型树脂、硅烷酯树脂和助剂a的重量份数比例为:5~35:10~20:0~1。
5、在一些实施例中,进一步的,包括以下重量份的原料:
6、
7、
8、在一些实施例中,进一步的,所述离子交换型树脂为丙烯酸锌、丙烯酸铜树脂中的一种或者多种组合。
9、在一些实施例中,进一步的,所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、mi bk、环己酮、甲乙酮、甲基异丁基酮中的一种或者多种组合。
10、在一些实施例中,进一步的,所述触变剂为气相二氧化硅、氢化蓖麻油、有机膨润土和聚酰胺腊中的一种或两种组合;所述增塑剂为42#、52#、70#氯化石蜡中的任意一种或者多种组合。
11、在一些实施例中,进一步的,所述生物杀伤剂为氧化亚铜、氧化锌、cupt、znpt、代森锌、溴代吡咯腈、dcoi t中的一种或多种组合。
12、在一些实施例中,进一步的,所述硅烷酯树脂为基于侧链降解的或主链侧链双解技术的丙烯酸硅烷酯和甲基丙烯酸硅烷酯。
13、在一些实施例中,进一步的,所述颜填料为二氧化钛、氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、滑石粉、云母粉、硅灰石粉、长石粉、重晶石粉、石膏粉、高岭土中的一种或者几种。
14、在一些实施例中,进一步的,当所述助剂a为硅酸乙酯和碳化二亚胺类化合物组合时,硅酸乙酯和碳化二亚胺类化合物的重量比为:(1~3):(0.5~1)。
15、本发明还提供一种根据上述任意所述水解型线性自抛光防污涂料的制备方法,包括以下步骤:
16、步骤a、在中速搅拌下向拉缸内加入离子交换型树脂、溶剂和增塑剂,再加入触变剂,中速分散至成胶,其中,中速搅拌的转速为600~1000r/min;
17、步骤b、在高速分散下向拉缸内加入生物杀伤剂和颜填料,高速分散至细度满足要求,其中,高速搅拌的转速为1000~1500r/min;
18、步骤c、在中速搅拌下加入硅烷酯树脂和助剂a,中速分散15分钟,其中,中速搅拌的转速为600~1000r/min;
19、步骤d、将得到的涂料包装,即得防污涂料成品。
20、本发明的原理和有益效果如下:
21、本发明通过将离子交换型树脂、硅烷酯树脂和助剂a进行按一定比例复配得到了线性自抛光树脂体系,应用于防污漆的不仅仅能够得到线性自抛光防污漆,还能防止离子交换型树脂和硅烷酯树脂的组合后,由于硅烷酯树脂即使在微量水的存在下都会水解交联,在储罐储存过程中发生水解作用使涂料成胶的情况。由于硅酸乙酯和离子交换型树脂以及硅烷酯树脂的配合过程中,硅酸乙酯能优先和水反应水解,从而保护了硅烷酯树脂进一步水解反应交联;碳化二亚胺类和离子交换型树脂以及硅烷酯树脂的配合过程中,能与水解产生的羧基发生反应,生成脲基化合物,有效抑制酯基的进一步水解进程。此外,碳化二亚胺类和硅酸乙酯组合后,和离子交换型树脂以及硅烷酯树脂的配合过程中,既能通过牺牲硅酸乙酯保护硅烷酯树脂不受水解,又能使硅酸乙酯水解后的羧基及时被反应消亡,从而抑制交联反应的发生,降低罐内凝胶的风险。通过上述原理,交换型树脂、硅烷酯树脂和助剂a之间相互配合,使得涂料在得到线性自抛光效果,具有稳定的储存性能。线性自抛光的特性能大幅延长涂料的防污期效,降低涂层表面的粗糙度,降低燃油损耗。
1.一种水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于,包括以下组分:
2.根据权利要求1所述的水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于,包括以下重量份的原料:
3.根据权利要求1所述的水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于:所述离子交换型树脂为丙烯酸锌、丙烯酸铜树脂中的一种或者多种组合。
4.根据权利要求1所述的水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于:所述溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、mibk、环己酮、甲乙酮、甲基异丁基酮中的一种或者多种组合。
5.根据权利要求1所述的水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于:所述触变剂为气相二氧化硅、氢化蓖麻油、有机膨润土和聚酰胺腊中的一种或两种组合;所述增塑剂为42#、52#、70#氯化石蜡中的任意一种或者多种组合。
6.根据权利要求1所述的水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于:所述生物杀伤剂为氧化亚铜、氧化锌、cupt、znpt、代森锌、溴代吡咯腈、dcoit中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于:所述硅烷酯树脂为基于侧链降解的或主链侧链双解技术的丙烯酸硅烷酯和甲基丙烯酸硅烷酯。
8.根据权利要求1所述的水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于:所述颜填料为二氧化钛、氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、滑石粉、云母粉、硅灰石粉、长石粉、重晶石粉、石膏粉、高岭土中的一种或者几种。
9.根据权利要求1所述的水解型线性自抛光防污涂料,其特征在于:当所述助剂a为硅酸乙酯和碳化二亚胺类化合物组合时,硅酸乙酯和碳化二亚胺类化合物的重量比为:(1~3):(0.5~1)。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述水解型线性自抛光防污涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: