一种无锡低表面能自抛光环保厚浆型防污涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于涂料防护领域，具体地说，涉及一种无锡低表面能自抛光环保厚浆型防污涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、船舶和海中设施一直受到海洋腐蚀和生物污损的双重挑战，比起海洋腐蚀，生物污损问题更难以解决，在海洋中约有4000－5000种污损生物会生长在船底及海中一切设施，对于船舶而言，使得船舶的重量及船底的粗糟度增加，而船底粗糟度增加25μm，会造成燃料消耗2－3％。因此生物污损是人类征服和利用海洋资源必须解决的一个问题。

2、二十世纪七十年代，有机锡自抛光防污涂料被开发出来，由于它广谱而有效的杀菌作用，很快成为防污涂料的主流产品，几乎占全球海洋防污涂料使用量的70％。有机锡自抛光防污涂料主要由水解性甲基丙烯酸丁基锡共聚物为成膜物，以氧化亚铜为防污剂，在海水的作用下，树脂发生水解释放出有机锡及其他防污剂起到防止附着和杀灭海生物的作用，但是，有机锡自抛光防污漆中，有机锡防污剂虽然能够非常有效地同时抑制海生物藤壶和海藻的生长，防污漆时效持续时间长，可以有效延长船舶因船底污染而必须进坞涂装的维修周期，但是它对海洋生态环境也会造成巨大的危害，有机锡化合物在海洋生物中高浓度存积，难于分解并长期存在在环境中长时间滞留，会引起生物体的畸变，更严重的是，这些受污染的海洋生物会进入食物链，危害人类健康。2001年10月国际海事组织(imo)通过《国际管制船舶有害防污系统公约》，明确规定“自2003年1月1日，所有船舶不得再施涂含有tbt防污漆；2008年1月1日起，所有船舶外壳和附加部分表面都不能含有tbt防污漆，或者将原来含tbt的防污漆用新涂层封闭。目前批准可用的目录中(包括潜在可用的)新型防污剂很多,但具有实用性的不多。氧化亚铜就是目前使用最多的防污剂，而近几年，欧洲各国已经开始限制铜化合物的含量，因此降低铜化合物的添加量，选择新的防污路线是未来防污涂料必经之路。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了提供一种无锡低表面能自抛光环保厚浆型防污涂料及其制备方法和应用，解决了有机锡防污涂料所带来对海洋污染的危害；解决了传统自抛光防污涂料防污周期短、防污效果差的问题；解决了传统防污涂料所用防污剂多，成本高的问题；解决了传统防污涂料一次性成膜300-500μm才能达到防污效果的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种无锡低表面能自抛光环保厚浆型防污涂料，所述的涂料包括以下重量份的组分：

3、丙烯酸-硅-锌树脂15-25份；

4、疏水性树脂5-10份；

5、复合防污杀菌剂24-51份

6、颜料3-8份；

7、功能型填料5-15份；

8、增塑剂1-5份；

9、防流挂控制剂1-5份；

10、润湿分散剂0.1-0.5份；

11、消泡剂0.1-0.5份；

12、有机溶剂5-10份。

13、进一步地，所述的丙烯酸-硅-锌树脂的主链中含有-si-o-基团及丙烯酸锌单体，同时树脂中含有具有杀菌能力的水杨酸。

14、进一步地，所述的丙烯酸-硅-锌树脂通过以下方法制得：在反应器中加入二甲苯，加入至100℃，将丙烯酰氧基三异丙基硅烷、丙烯酸、丙烯酸锌、丙烯酸丁酯及过氧化苯甲酰滴加至二甲苯中，温度控制在100℃-105℃，滴加时间控制在1.5-2小时，滴加完毕后保温2小时，降温至80℃出料，备用。其中丙烯酰氧基三异丙基硅烷、丙烯酸、丙烯酸锌、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、二甲苯的重量比为：(5-15)：(5-10)：(5-15)：(10-20)：(0.5-2)：(10-30)。

15、进一步地，所述的疏水性树脂为氟改性线型丙烯酸树脂，通过以下方法制得：将甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、过氧化苯甲酰混合后滴加至二甲苯中，滴加温度控制在100°c-105℃，滴加时间控制在1.5-2小时，滴加完毕后保温2小时，降温80℃出料备用。其中甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、过氧化苯甲酰、二甲苯的重量比为：(5-15)：(5-15)：(5-15)：(5-15)：(10-20)：(5-10)：(0.5-2)：(10-30)。

16、进一步地，所述的防污剂为氧化亚铜、吡啶硫酮铜、硫氰酸亚铜、吡啶硫酮锌、美托咪啶中的一种或多种混合物；

17、所述的杀菌剂为百菌清、敌草隆、代森锌中的一种或多种混合物；

18、进一步地，所述的防污剂选用质量比为1：(2.5～6)的氧化亚铜与美托咪啶的混合物；

19、所述的杀菌剂选用质量比为1：(1～1.4)的百菌清与代森锌的混合物。

20、进一步地，所述的功能型填料为经过含钛处理的纳米级氧化锌，通过以下方法制得：用二甲苯或丙酮将钛酸酯稀释，将纳米级氧化锌放入稀释后的溶液中，搅拌反应30分钟后，放入干燥箱，进行干燥。其中钛酸酯与二甲苯或丙酮按质量比1:1稀释后，钛酸酯与纳米级氧化锌的质量比为(5～15)：(5～15)。

21、进一步地，所述的增塑剂为氯化石蜡或邻苯二甲酸二丁酯等；

22、所述的颜料包括氧化铁红或钛白粉等；

23、所述的防流挂控制剂包括有机膨润土或聚酰胺蜡等；

24、所述的润湿分散剂包括byk-atu或efka-4010等；

25、消泡剂包括byk-051或byk-066等；

26、有机溶剂包括二甲苯、丙酮或丁醇等溶剂。

27、本发明还提供一种无锡低表面能自抛光环保厚浆型防污涂料的制备方法，包括如下步骤：

28、1)将丙烯酸-硅-锌树脂、润湿分散剂、消泡剂、有机溶剂按比例称量后投入拉缸中，进行高速分散；

29、2)将防污剂、颜料、杀菌剂、功能型填料按比例称量后投入拉缸中，与步骤1)所得混合物一起分散均匀后，进入砂磨机，研磨细度≤60μm，出料待用；

30、3)在砂磨好的浆料中加入疏水性树脂、增塑剂、防流挂控制剂，进行高速分散；

31、4)用80目过滤布进行过滤包装。

32、本发明还提供一种无锡低表面能自抛光环保厚浆型防污涂料的应用，将所述涂料作为主漆，与稀释剂混合后喷涂于船舶或海上养殖网箱表面，防止菌藻类生长。

33、使用时，将主漆加入0-5％的稀释剂，搅拌均匀后，用无气喷枪进行喷涂。稀释剂可选用丙酮、甲乙酮、环己酮、二甲苯、丁醇等。

34、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

35、1.本发明采用自制的丙烯酸-硅-锌树脂其主链中含有-si-o-基团及丙烯酸锌单体，且树脂中含有具有杀菌能力的水杨酸，加入氟改性的丙烯酸树脂后，漆膜中的硅烷基能够水解生成水凝胶的薄层，含氟的树脂由于表面能低，能降低微生物的粘附，化学稳定性好，在海水有一定的抗腐蚀作用，丙烯酸锌具有杀菌作用能够替代部分防污剂，在低膜厚一次性成膜200μm，所用的防污剂为环保型，较传统的防污剂添加量减少了30％，大大降低了对海洋的污染，在膜厚低、防污剂减少的情况下，可达到60个月的防污周期。

36、2.本发明属于低表面能自抛光类防污涂料，兼具了低表面、自抛光等两种防污涂料的优点。

37、3.本发明适用于船舶、海上养殖等水下设施，施工方法采用无气喷涂设备进行喷涂，降低了能源的损耗，节约了船用成本。