[发明专利]一种无铜防污涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种无铜防污涂料及其制备方法，其中，该无铜防污涂料包括主链降解型丙烯酸锌树脂20‑30份、复合防污剂35‑46份、改性纳米二氧化硅0.3‑1.5份、颜填料6‑10份、溶剂25‑30份。其制备方法为：先将改性纳米二氧化硅制成浆液；再采用常规的油漆制备工艺进行制备涂料，将主链降解型丙烯酸锌树脂溶解在溶剂中，在分散条件下加入改性纳米二氧化硅浆液、防污剂、填料和颜料，然后将所获得的涂料研磨至细度＜50μm即可。本发明的无铜防污涂料硬度高，耐磨、耐冲击性能优异，防污性能良好；使用可完全降解树脂及环保型防污剂，满足环保要求，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种无铜防污涂料及其制备方法。

背景技术

海洋生物污损是指由于海洋生物的附着、侵袭而造成水下设施的损害。海洋生物污损会给海洋开发带来诸多不利影响，涂装防污涂料是解决海洋污损问题的主要方法。现阶段，以氧化亚铜为主防污剂的含铜防污涂料应用最为广泛，但是，含铜防污漆对铝合金基材具有腐蚀作用；而且，铜离子在海水中积累不利于海洋环境，北欧一些国家已经限制氧化亚铜在防污涂料中的使用。

此外，防污涂层的完整性是保证防污性能的基础，然而，在实际应用过程中，防污涂层往往因为硬度或韧性不够，导致涂层破损，防污失效。例如，船舶坞修或者航行过程中会因碰撞、划伤等造成防污涂层破损，破损处附着污损生物，增加船体航行阻力；又如，一些水下装备表面的防污涂层在吊装过程中容易磨损，磨损处附着污损生物，进而导致水下装备的系统失灵或者受干扰。专利CN107286794A公布了一种不含铜类防污漆的减阻防污涂料及其制备方法，该防污涂料具有良好的防污性能，但是对未提及防污漆的硬度和韧性。专利CN106883758A公布了一种环保渔网无铜防污涂料，也未关注漆膜的硬度及韧性。

为了避免防污涂层在使用的过程中受到外力的损害，影响漆膜的完整性和防污效果，通过改性防污涂料能够提高防污层的韧性和硬度，然而现有技术中鲜少有记载如何对防污涂料进行改性以提高其韧性和硬度。

例如，已知纳米材料改性涂料，可以使涂层性能得到提升，在防污涂料中有所应用。专利CN106519978A公布了一种环保型海洋防污涂料，添加了1-3％纳米二氧化硅，但只作为单纯的添加剂，并未对纳米二氧化硅进行改性，也未提及纳米二氧化硅在涂层中所起的作用。

目前市场中高硬度高韧性环保型防污涂料仍相对匮乏，限制了海洋开发行业的发展。

发明内容

为了解决背景技术提到目前市场中高硬度高韧性环保型防污涂料仍相对匮乏的问题，本发明提供一种无铜防污涂料，以重量份计包括：

进一步地，所述主链降解型聚丙烯酸锌树脂中锌元素含量为0.5-20％，优选3-10％，酸值为30-300mgKOH/g，优选50-230mgKOH/g。

进一步地，所述复合防污剂包括主防污剂和辅助防污剂；所述主防污剂包括美托咪啶和2-(对-氯苯基)-3-氰基-溴基-5-三氟甲基-吡咯中的至少一种，及吡啶硫酮锌和4,5-二氯二辛基异噻唑啉-3-酮中的至少一种复合而成；所述辅助防污剂为5-30μm粒径的氧化锌。

进一步地，所述改性纳米二氧化硅经过偶联剂改性；所述改性纳米二氧化硅采用粒径为10-100nm的二氧化硅；所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰基)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰基)丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

进一步地，所述颜填料的粒径≤30μm；所述颜填料主要由填料和颜料组成；所述填料的莫氏硬度大于3；所述填料为钛白粉、硫酸钡、石英砂中的至少一种；所述颜料为碳黑、甲苯胺红、酞青蓝、酞青绿中的至少一种。

进一步地，所述溶剂为二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)中的至少一种。