专利名称：有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料及其制作方法，特别是一种有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料及制作方法，该涂料主要用于船舶的防污，也可用于其它。
背景技术：
船体水线以下长期浸泡在海水中，在其表面常被各种海生物附着，这样会给船舶的航行带来麻烦，严重影响船舶的行驶速度，浪费能源，同时会使船舶及水下设施的腐蚀破坏加剧，缩短其使用寿命。为了解决上述问题，在船体的外表面上可涂一层防污涂料。目前所使用的防污涂料主要是依靠铜、砷、汞、铅、锡等毒料的释出来防止海生物的附着，因此，现有的涂料的使用，会给船舶所行驶的水域造成严重的污染，破坏生态环境，给人类的健康造成危害；由于涂料在不断释放出铜、砷、汞、铅、锡等毒料，毒料成份在不断减少的同时也失去防污作用；现有涂料的制作工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的船体外表面防污涂料有毒、影响水域环境、对人类的健康危害大、防污作用失效快、生产工艺复杂、成本高的问题，针对上述问题，本发明的目的是提供一种表面能低、无毒无害、稳定性好、防污作用持久、工艺简单、成本低的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料及制作方法，克服现有技术的不足。
本发明的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于它包括如下组分及质量配比名称质量百分比有机硅改性丙烯酸酯 12％～50％纳米SiO25％～20％体质颜填料 20％～35％助剂0.1％～1％有机溶剂20％～60％。1
本发明的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其中所述的有机硅改性丙烯酸酯的配方及制法是名称 质量百分比甲基丙烯酸甲酯 40％～55％丙烯酸丁酯 25％～54％丙烯酸 1％～10％有机硅单体 4％～11％有机溶剂 1％～20％；首先将上述材料加入装有搅拌器、冷凝管、温度计、分液漏斗的四口瓶中混合均匀后加热，温升速度控制在6℃/分钟～10℃/分钟，加热后温度控制在90℃～130℃之间；再均匀滴加引发剂溶液，并在2小时～4小时之间滴完，并保温2小时～4小时，出料，所述的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量占上述材料总量的2％～10％。
本发明的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其中所述的体质颜填料由重质CaCO3和铁红和滑石粉组成，各成份质量配比为重质CaCO3∶铁红∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
本发明的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其中所述的助剂由消泡剂5500和硅烷偶联剂GPS组成，各成份质量配比为消泡剂5500∶硅烷偶联剂GPS＝1∶1～3。
本发明的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其中所述的有机溶剂由醇、酯、芳香烃组成的混合溶液，所述的醇为丙醇或正丁醇，所述的酯为醋酸丁酯，所述的芳香烃为苯或甲苯。
本发明的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料的制作方法，其特征在于将上述的有机硅改性丙烯酸酯、纳米SiO2、体质颜填料、助剂、有机溶剂按上述配比加入到砂磨机中进行分散处理，分散处理时间控制在1.5小时～2.5小时之间。
本发明的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，成膜物质选用有机硅改性丙烯酸酯，功能填料选用纳米SiO2，因此，涂料的表面能低。低表面能防污涂料是依靠本身很低的表面能使水中生物难以在上面附着，即使附着也不牢固，在水流或其他外力作用下很容易脱落。固体表面自由能越低，附着力越小，固体表面与液体的接触角就越大，不易附着或脱落。低表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用，不存在毒性物质释放损耗问题，安全环保，不破坏水域环境，对人类健康不产生任何影响，并能起到长期的防污作用。本发明的方法工艺简单，生产成本低。
具体实施例方式实施例1首先取如下原料有机硅改性丙烯酸酯，其质量占总质量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之间均可；纳米SiO2，其质量占总质量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之间均可；体质颜填料，其质量占总质量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之间均可；助剂，其质量占总质量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之间均可；有机溶剂，其质量占总质量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之间均可。
上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。
再将上述原料加入到砂磨机中进行分散处理，砂磨机为现有的KSM-2型砂磨机，分散处理时间控制在1.5小时或2小时或2.5小时，即控制在1.5小时～2.5小时之间均可，研磨制得低表面能防污涂料。
该防污涂料的技术参数为1、表面能，采用JS-X150多功能接触角测量仪测得涂层与水的接触角为150°，表面能低达3.26mJ/m2；2、附着力，按GB1720-79标准为1级；3、耐冲击性，按GB1732-79标准为4.9N·m。
实施例2首先取如下原料有机硅改性丙烯酸酯，其质量占总质量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之间均可；所述有机硅改性丙烯酸酯的配方及制法是甲基丙烯酸甲酯占有机硅改性丙烯酸酯总质量的40％或45％或50％或55％，即在40％～55％之间均可；丙烯酸丁酯占有机硅改性丙烯酸酯总质量的25％或30％或35％或40％或45％或54％，即在25％～54％之间均可；丙烯酸占有机硅改性丙烯酸酯总质量的1％或3％或5％或7％或10％，即在1％～10％之间均可；有机硅单体占有机硅改性丙烯酸酯总质量的4％或6％或9％或11％，即在4％～11％之间均可；有机溶剂占有机硅改性丙烯酸酯总质量的1％或5％或10％或15％或20％，即在1％～20％之间均可。上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。将上述材料混合后加热，温升速度控制在6℃/分钟或8℃/分钟或10℃/分钟，加热后温度控制为90℃或100℃或110℃或120℃或130℃，即在90℃～130℃之间均可，并保温2小时或3小时或4小时，即在2小时～4小时之间均可；再均匀滴加引发剂溶液，并在2小时～4小时之间滴完。所述的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量占上述材料总量的2％或4％或8％或10％，即在2％～10％之间均可。
纳米SiO2，其质量占总质量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之间均可；体质颜填料，其质量占总质量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之间均可；助剂，其质量占总质量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之间均可；有机溶剂，其质量占总质量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之间均可。
上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。
再将上述原料加入到砂磨机中进行分散处理，砂磨机为KSM-2型砂磨机，分散处理时间控制在1.5小时或2小时或2.5小时，即控制在1.5小时～2.5小时之间均可，最终研磨制得低表面能防污涂料。
该防污涂料的技术参数为1、表面能，采用JS-X150多功能接触角测量仪测得涂层与水的接触角为150°，表面能低达3.26mJ/m2；2、附着力，按GB1720-79标准为1级；3、耐冲击性，按GB1732-79标准为4.9N·m。
实施例3首先取如下原料有机硅改性丙烯酸酯，其质量占总质量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之间均可；所述有机硅改性丙烯酸酯的配方及制法是甲基丙烯酸甲酯占有机硅改性丙烯酸酯总质量的40％或45％或50％或55％，即在40％～55％之间均可；丙烯酸丁酯占有机硅改性丙烯酸酯总质量的25％或30％或35％或40％或45％或54％，即在25％～54％之间均可；丙烯酸占有机硅改性丙烯酸酯总质量的1％或3％或5％或7％或10％，即在1％～10％之间均可；有机硅单体占有机硅改性丙烯酸酯总质量的4％或6％或9％或11％，即在4％～11％之间均可；有机溶剂占有机硅改性丙烯酸酯总质量的1％或5％或10％或15％或20％，即在1％～20％之间均可。上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。将上述材料混合后加热，温升速度控制在6℃/分钟或8℃/分钟或10℃/分钟，加热后温度控制为90℃或100℃或110℃或120℃或130℃，即在90℃～130℃之间均可，并保温2小时或3小时或4小时，即在2小时～4小时之间均可；再均匀滴加引发剂溶液，并在2小时～4小时之间滴完。所述的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量占上述材料总量的2％或4％或8％或10％，即在2％～10％之间均可。
纳米SiO2，其质量占总质量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之间均可；体质颜填料，其质量占总质量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之间均可，所述的体质颜填料由重质CaCO3和铁红和滑石粉组成，各成份质量配比为重质CaCO3∶铁红∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
助剂，其质量占总质量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之间均可；有机溶剂，其质量占总质量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之间均可。
上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。
再将上述原料加入到砂磨机中进行分散处理，砂磨机为现有的KSM-2型砂磨机，分散处理时间控制在1.5小时或2小时或2.5小时，即控制在1.5小时～2.5小时之间均可，研磨制得低表面能防污涂料。
该防污涂料的技术参数为1、表面能，采用JS-X150多功能接触角测量仪测得涂层与水的接触角
2、为150°，表面能低达3.26mJ/m2；3、附着力，按GB1720-79标准为1级；4、耐冲击性，按GB1732-79标准为4.9N·m。
实施例4首先取如下原料有机硅改性丙烯酸酯，其质量占总质量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之间均可；所述有机硅改性丙烯酸酯的配方及制法是甲基丙烯酸甲酯占有机硅改性丙烯酸酯总质量的40％或45％或50％或55％，即在40％～55％之间均可；丙烯酸丁酯占有机硅改性丙烯酸酯总质量的25％或30％或35％或40％或45％或54％，即在25％～54％之间均可；丙烯酸占有机硅改性丙烯酸酯总质量的1％或3％或5％或7％或10％，即在1％～10％之间均可；有机硅单体占有机硅改性丙烯酸酯总质量的4％或6％或9％或11％，即在4％～11％之间均可；有机溶剂占有机硅改性丙烯酸酯总质量的1％或5％或10％或15％或20％，即在1％～20％之间均可。上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。将上述材料混合后加热，温升速度控制在6℃/分钟或8℃/分钟或10℃/分钟，加热后温度控制为90℃或100℃或110℃或120℃或130℃，即在90℃～130℃之间均可，并保温2小时或3小时或4小时，即在2小时～4小时之间均可；再均匀滴加引发剂溶液，并在2小时～4小时之间滴完。所述的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量占上述材料总量的2％或4％或8％或10％，即在2％～10％之间均可。
纳米SiO2，其质量占总质量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之间均可；体质颜填料，其质量占总质量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之间均可，所述的体质颜填料由重质CaCO3和铁红和滑石粉组成，各成份质量配比为重质CaCO3∶铁红∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
助剂，其质量占总质量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之间均可，所述的助剂由消泡剂5500和硅烷偶联剂GPS组成，各成份质量配比为消泡剂5500∶硅烷偶联剂GPS＝1∶1～3。
有机溶剂，其质量占总质量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之间均可。
上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。
再将上述原料加入到砂磨机中进行分散处理，砂磨机为现有的KSM-2型砂磨机，分散处理时间控制在1.5小时或2小时或2.5小时，即控制在1.5小时～2.5小时之间均可，研磨制得低表面能防污涂料。
该防污涂料的技术参数为1、表面能，采用JS-X150多功能接触角测量仪测得涂层与水的接触角为150°，表面能低达3.26mJ/m2；2、附着力，按GB1720-79标准为1级；3、耐冲击性，按GB1732-79标准为4.9N·m。
实施例5首先取如下原料有机硅改性丙烯酸酯，其质量占总质量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之间均可；所述有机硅改性丙烯酸酯的配方及制法是甲基丙烯酸甲酯占有机硅改性丙烯酸酯总质量的40％或45％或50％或55％，即在40％～55％之间均可；丙烯酸丁酯占有机硅改性丙烯酸酯总质量的25％或30％或35％或40％或45％或54％，即在25％～54％之间均可；丙烯酸占有机硅改性丙烯酸酯总质量的1％或3％或5％或7％或10％，即在1％～10％之间均可；有机硅单体占有机硅改性丙烯酸酯总质量的4％或6％或9％或11％，即在4％～11％之间均可；有机溶剂占有机硅改性丙烯酸酯总质量的1％或5％或10％或15％或20％，即在1％～20％之间均可。上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。将上述材料混合后加热，温升速度控制在6℃/分钟或8℃/分钟或10℃/分钟，加热后温度控制为90℃或100℃或110℃或120℃或130℃，即在90℃～130℃之间均可，并保温2小时或3小时或4小时，即在2小时～4小时之间均可；再均匀滴加引发剂溶液，并在2小时～4小时之间滴完。所述的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量占上述材料总量的2％或4％或8％或10％，即在2％～10％之间均可。
纳米SiO2，其质量占总质量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之间均可；体质颜填料，其质量占总质量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之间均可，所述的体质颜填料由重质CaCO3和铁红和滑石粉组成，各成份质量配比为重质CaCO3∶铁红∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
助剂，其质量占总质量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之间均可，所述的助剂由消泡剂5500和硅烷偶联剂GPS组成，各成份质量配比为消泡剂5500∶硅烷偶联剂GPS＝1∶1～3。
有机溶剂，其质量占总质量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之间均可，所述的有机溶剂为醇和酯和芳香烃的混合溶液，其质量配比为1∶1∶1，所述的醇为丙醇或正丁醇，所述的酯为醋酸丁酯，所述的芳香烃为苯或甲苯。
上述各原料按所限定的质量百分比确定后，其各原料质量百分比总和应为100％。
再将上述原料加入到砂磨机中进行分散处理，砂磨机为现有的KSM-2型砂磨机，分散处理时间控制在1.5小时或2小时或2.5小时，即控制在1.5小时～2.5小时之间均可，研磨制得低表面能防污涂料。
该防污涂料的技术参数为1、表面能，采用JS-X150多功能接触角测量仪测得涂层与水的接触角为150°，表面能低达3.26mJ/m2；2、附着力，按GB1720-79标准为1级；3、耐冲击性，按GB1732-79标准为4.9N·m。
权利要求
1.一种有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于它基本由如下组份及质量配比配制而成名称质量百分比有机硅改性丙烯酸酯 12％～50％纳米SiO25％～20％体质颜填料 20％～35％助剂0.1％～1％有机溶剂20％～60％
2.根据权利要求1所述的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于所述的有机硅改性丙烯酸酯的配方及制法是名称质量百分比甲基丙烯酸甲酯 40％～55％丙烯酸丁酯 25％～54％丙烯酸 1％～10％有机硅单体 4％～11％有机溶剂1％～20％首先，将上述材料加入装有搅拌器、冷凝管、温度计、分液漏斗的四口瓶中混合均匀后加热，温升速度控制在6℃/分钟～10℃/分钟，加热后温度控制在90℃～130℃之间；再均匀滴加引发剂溶液，在2小时～4小时之间滴完，并保温2小时～4小时，出料，所述的引发剂为过氧苯甲酰或偶氮二异丁腈，引发剂的用量占上述材料总量的2％～10％。
3.根据权利要求2所述的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于所述的体质颜填料由重质CaCO3和铁红和滑石粉组成，各成份质量配比为重质CaCO3∶铁红∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
4.根据权利要求3所述的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于所述的助剂由消泡剂5500和硅烷偶联剂GPS组成，各成份质量配比为消泡剂5500∶硅烷偶联剂GPS＝1∶1～3。
5.根据权利要求4所述的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于所述的有机溶剂由醇、酯、芳香烃组成的混合溶液，所述的醇为丙醇或正丁醇，所述的酯为醋酸丁酯，所述的芳香烃为苯或甲苯。
6.一种如权利要求1至5中任意一项所述的有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2低表面能防污涂料的制作方法，其特征在于将所述的有机硅改性丙烯酸酯、纳米SiO2、体质颜填料、助剂和有机溶剂按上述配比加入到砂磨机中进行分散处理，分散处理时间控制在1.5小时～2.5小时之间。
全文摘要
本发明涉及一种涂料及其制作方法，特别是一种有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO
文档编号C09D7/12GK101033358SQ20071001105
公开日2007年9月12日 申请日期2007年4月23日 优先权日2007年4月23日
发明者陈美玲, 高宏, 曲园园 申请人:大连交通大学