[發(fā)明專利]一種納米ZnO改性無毒低表面能海洋防污涂料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210414995.7
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102977706A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪洋
• 申請（專利權(quán)）人: 汪洋
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D5/16
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種防污涂料，特別涉及一種納米改性的無毒低表面能海洋防污涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

船舶表面附著海洋生物后，不僅會使船舶的航速降低，操控性下降，燃油消耗量增加；而且還會使船舶、海水淡化設(shè)備及水下設(shè)施等的腐蝕程度加劇，使用壽命顯著縮短。為了降低海洋生物附著的危害，防止海洋生物對船舶的污損，人們研究了多種防污技術(shù)，如電解海水防污、超聲波防污、生物酶防污、低表面能防污和涂裝防污漆防污等，而在海洋結(jié)構(gòu)物表面涂裝防污涂料是解決污損問題的既經(jīng)濟又高效的重要途徑。

在過去的幾十年中，含有機錫的防污漆曾被大量使用。有機錫在低濃度下可以達(dá)到廣譜、高效的防污目的，但由于這些物質(zhì)在水中穩(wěn)定且會積累，可引起一些生物體畸形，還有可能進(jìn)入食物鏈，成為影響人類健康和生態(tài)的安全隱患。因此，國際海事組織(IMO)所屬的海洋環(huán)境保護(hù)委員會(MEPC)規(guī)定了含有機錫的防污漆最終使用期限為2008年1月1日。鑒于此，各國都在積極研發(fā)無毒防污劑和不含有機錫的環(huán)保防污涂料。

20世紀(jì)70年代以來，各國的研究人員就開始致力于低表面能涂料的研究。人們通常將表面能<?100mN/m²的有機聚合物或蠟的表面稱為“低表面能表面”。由于海洋生物對艦船表面的附著通常是以化學(xué)鍵合、靜電作用、機械聯(lián)鎖、擴散等方式進(jìn)行的，而污損物從涂料表面則是以剝離、平面剪切、非平面剪切等方式脫落。其中,剝離脫落所需要的能量較小。因此低表面能防污涂料作用機理就在于利用涂層較低的表面張力，使污損生物與涂料的涂膜表面浸潤性差，接觸角小，?從而難以附著或附著不牢，此類涂料的涂膜表面彈性模量較低，從而使粘附脫落傾向于剝離脫落方式。目前研究較為成熟的低表面能涂料有2類:?一類是氟化物系列低表面能防污涂料，另一類是有機硅系列低表面能防污涂料。

由于氟聚合物成本較高，有機硅系列化合物(包括硅氧烷樹脂、有機硅橡膠)?及其改性物質(zhì)等作為低表面能防污涂料也日益受到人們的重視。有機硅化合物的憎水性使其表面張力低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在海水中長期浸泡，結(jié)構(gòu)的變化也很小，而硅樹脂的彈性也可防止海洋生物的附著。目前，含硅的低表面能防污涂料的研究方向應(yīng)為利用有機-無機復(fù)合技術(shù)開發(fā)出具有低表面能特性及其他特性(如自拋光性)的防污涂料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是針對以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種具有無毒性物質(zhì)釋放、符合環(huán)保的要求，并具有優(yōu)異的低表面能和良好的力學(xué)性能的海洋船舶防污涂料。

本發(fā)明的目的之二是提供上述防污涂料的制備方法。

為了實現(xiàn)以上的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種納米ZnO改性無毒低表面能海洋防污涂料，包括以下組分：有機硅改性丙烯酸樹脂10～50份；納米ZnO?5～20份；混合溶劑25～40份；顏填料5～10份；助劑2～5份；其中所述混合溶劑為正丁醇、二甲苯、異丙醇、甲苯或者它們的混合物；其中所述助劑為陽離子表面活性劑、氟化鈉或它們的混合物。

根據(jù)以上配方制備制備本發(fā)明納米ZnO改性無毒低表面能海洋防污涂料的方法，包括以下步驟：

（1）????在分散機中加入混合溶劑和有機硅改性丙烯酸樹脂，攪拌30min；

（2）????ZnO研磨過100目篩后加入分散機中，攪拌30min；

（3）????加入顏填料，在2000r/min的速度下分散2h后加入助劑，再攪拌1h，過濾出料。

納米材料因其具有粒徑小、比表面積大、粒子微孔多以及吸附能力強等特性，?對提高涂料的懸浮穩(wěn)定性及涂層與基材之間的結(jié)合力等方面有明顯作用，可顯著提高涂膜的致密性、表面平整度和耐洗刷性；降低涂抹表面的表面能。納米ZnO?的粒徑介于1～100nm，又稱為超微細(xì)ZnO。由于顆粒尺寸的細(xì)微化，比表面積急劇增加，使得納米ZnO?產(chǎn)生了其本體塊狀物料所不具備的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。

本發(fā)明的有益效果在于：涂膜具有無毒性物質(zhì)釋放、符合環(huán)保的要求，并具有優(yōu)異的低表面能和良好的力學(xué)性能。

具體實施方式

????下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實施例一：

有機硅改性丙烯酸樹脂30份；納米ZnO?10份；正丁醇15份、二甲苯15份；顏填料5份；陽離子表面活性劑2份。

實施例二：

有機硅改性丙烯酸樹脂50份；納米ZnO?15份；異丙醇15份、二甲苯15份；顏填料10份；陽離子表面活性劑5份。

實施例三：