一种环保型水性无铜防污加强漆及其制备方法与流程

本发明属于化工材料技术领域，具体地说本发明涉及一种环保型水性无铜防污加强漆及其制备方法。

背景技术：

氧化亚铜作为杀生剂具有广谱、安全、价廉等优点，在整个防污涂料的发展进程中一直发挥着重要作用。20世纪40年代，氧化亚铜首先被应用于溶解型防污涂料中，随后各涂料公司又相继推出了铜含量高的不溶型防污涂料。20世纪50年代，氧化亚铜与有机锡混合使用，大大提高了防污性能。20世纪80年代开始，人们发现有机锡会对海洋环境造成严重破坏，并开始逐步减少有机锡的使用，并于2008年1月1日起全面禁止使用。此后，以氧化亚铜为主要杀生剂的无锡自抛光防污涂料开始广泛使用。

当前，传统的防污涂料均以有机溶剂为稀释剂，在施工及干燥固化过程中会释放大量挥发性有机有机物（vocs），污染大气环境并危害工人身体健康。2017年，环保部发布了《环境保护综合名录》，其中含氧化亚铜防污涂料在高风险、高污染（“双高”）的名录之中。因此，随着人们环保意识的逐步增强、环保法规的逐步完善，以及技术水平的不断提高，开发高效低毒、无毒、水性化的防污涂料就成了未来防污涂料必然的发展方向。

当前，获得工程化应用的水性防污涂料很少，主要由于水性涂料是以水为介质，基料树脂为水性树脂，制成的涂料干燥后，涂层在水中的溶解度较大，耐水性较差，容易导致涂层快速失效。

尽管如此，国内外还是开展了大量的水性防污涂料研制工作。如海洋化工研究院研制了一种水性无毒硅酸盐防污涂料，防污剂主要采用硅酸盐、dcoi和吡啶硫酮铜（cupt）等进行复配，利用释出的硅酸盐在海水中水解，提高涂层表面的碱性，达到抑制污损生物的附着，试验结果表明其对海藻和石灰虫的抑制效果较明显。中国海洋大学也开展了水性防污涂料的相关研究，采用水性丙烯酸酯乳液作为成膜物，以cu2o为主防污剂，添加了海藻中提取的活性物质为辅助防污剂，获得了具有一定防污效果的水性防污涂料。专利cn101094899b公布了一种水性固化型防污涂料，采用双组份设计，基料树脂通过脱水缩合进行固化，防污剂是含有水溶性分散树脂和防污剂的糊料，具有6个月左右的防污效果。专利cn104293062b公布了一种双组份水性防污涂料，a组份为水性丙烯酸树脂、颜填料及防污剂，b组份为交联剂，实海挂板测试6个月海生物附着在2%以下，防污效果较好。专利cn102533074b公布了一种渔网用水性防污涂料，基料树脂为水性聚氨酯树脂和水性丙烯酸乳液的混合物，具有良好的柔韧性，更适合于渔网体系，防污期效可达8-12个月。专利cn102617795a公布了一种水性自抛光防污涂料，基料树脂为水性丙烯酸乳液，具有自抛光性能，使得有机防污剂在海水中的溶出速率得到控制，防污性能良好。专利cn104403468a和cn104449146b公布了一种水性低表面能防污涂料，接触角达到163°，但未说明其防污效果。专利cn101935493b公布了一种水性双组份防污涂料，将具有生物防污活性的无机纳米/生物高分子多孔复合粒子均匀分散在聚合物涂层中，具有杀菌功能的生物活性纳米粒子与海洋污损生物通过界面相互作用实现涂层的防污功能。以上水性防污漆专利大部分为双组份和低表面能涂料。

本发明的一种环保型水性无铜防污加强漆为单组份设计，采用可降解水性树脂为主成膜物，添加颜填料、抗菌剂及相关助剂配制而成。该环保型水性无铜防污加强漆不含氧化亚铜防污剂，可涂覆在干燥固化后的防污涂层表面，涂层施工完后可放置6个月以上，不影响其防污性能，并可对现有防污涂层进行良好保护。避免紫外线和暴露空气而氧化本发明为溶解型防污涂层，在海水中可缓慢溶解，具有6个月左右的防污期效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种环保型水性无铜防污加强漆，主要应用于船舶、码头及海上平台等新涂装防污涂层，起临时保护及防污期效延长的作用。特别是对合含氧化亚铜防污涂层具有良好的保护作用，可有效隔绝防污涂层与空气的接触，避免氧化亚铜防污剂被氧化，确保涂层的防污性能。本发明为溶解型防污涂层，在海水中可缓慢溶解，具有6个月左右的防污期效，可延长现有防污涂层的防污期效6个月以上。

本发明提供的用于现有防污涂层表面临时保护及防污期效延长的环保型水性无铜防污加强漆，主要成分包括可降解水性树脂、抗菌剂、颜填料及助剂等，主要组成如下：

可降解水性树脂25～40；

抗菌剂1～10；

颜填料30～50；

助剂2～3。

本发明所述可降解水性树脂为丙烯酸、聚氨酯中的一种或两种混合物。

本发明所述抗菌剂为百菌清、硫磺中的一种。

本发明所述颜填料为滑石粉、氧化锌、碳酸钙粉中的一种。

本发明所述助剂为触变剂、分散剂、消泡剂及防沉剂等。

本发明采用的触变剂包括瓦克气相二氧化硅、羟丙基甲基纤维素等。

本发明采用的分散剂包括诺普科5040/5027、德国比克byk湿润分散剂等。

本发明采用的消泡剂包括道康宁dc-65、诺普科nxz消泡剂等。

本发明采用的防沉剂包括硅酸镁铝、硅酸镁锂等。

本发明的制备工艺包括如下步骤：（1）将20～30重量份水放置分散罐中，低速搅拌条件下依次0.5份分散剂和0.5份消泡剂分散10分钟后，依次加入5～10重量份纳米氧化锌、1～10重量份抗菌剂、20～40重量份x滑石粉x、20～30重量份重钙粉、5～10重量份硫磺粉搅拌时间为30分钟；（2）上述物料混合均匀后，加入1～2和成膜助剂，控制搅拌速度800rpm，搅拌时间为30分钟；（3）最后加防沉剂、触变剂，控制滴加速度为10ml/min，在转速800rpm的条件下高速分散30分钟；（4）恢复至室温静置30分钟，过滤后即可出料包装。

本发明的一种用于现有防污涂层表面临时保护及防污期效延长的环保型水性无铜防污加强漆可刷涂、滚涂、喷涂，漆膜固化后与现有常规防污漆的配套使用相容性好，与自抛光类防污漆的附着力达2mpa以上，与污损释放型防污漆的附着力大1mpa以上，属于溶解型防污涂层，防污期效6个月以上，可延长现有防污涂层的防污期效6个月以上。

本发明的环保型水性无铜防污加强漆在6个月后基本溶解完毕，防污效果良好，有效保护了现有防污涂层。

本发明所述环保型水性无铜防污加强漆实施例组成如下表：

涂料制备过程：将离子水放置分散罐中，低速搅拌条件下依次加入分散剂和消泡剂，混合均匀，搅拌时间约为10分钟；再将氧化锌、滑石粉、碳酸钙粉、百菌清和硫磺粉加入到上述混合物中，控制搅拌速度800rpm，搅拌时间为30分钟；依次加入可降解树脂、成膜助剂；最后加入防沉剂和触变剂，控制加入速度为10ml/min，在转速800rpm的条件下高速分散30分钟；恢复至室温静置30分钟，过滤即可出料包装。

附图说明

图1是环保型水性无铜防污加强漆浅海挂板前图；图2是环保型水性无铜防污加强漆浅海挂板3个月图；图3是环保型水性无铜防污加强漆浅海挂板6个月图。