專利名稱：有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料及其制作方法，特別是一種有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料及制作方法，該涂料主要用于船舶的防污，也可用于其它。
背景技術(shù)：
船體水線以下長期浸泡在海水中，在其表面常被各種海生物附著，這樣會給船舶的航行帶來麻煩，嚴(yán)重影響船舶的行駛速度，浪費(fèi)能源，同時(shí)會使船舶及水下設(shè)施的腐蝕破壞加劇，縮短其使用壽命。為了解決上述問題，在船體的外表面上可涂一層防污涂料。目前所使用的防污涂料主要是依靠銅、砷、汞、鉛、錫等毒料的釋出來防止海生物的附著，因此，現(xiàn)有的涂料的使用，會給船舶所行駛的水域造成嚴(yán)重的污染，破壞生態(tài)環(huán)境，給人類的健康造成危害；由于涂料在不斷釋放出銅、砷、汞、鉛、錫等毒料，毒料成份在不斷減少的同時(shí)也失去防污作用；現(xiàn)有涂料的制作工藝復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的船體外表面防污涂料有毒、影響水域環(huán)境、對人類的健康危害大、防污作用失效快、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高的問題，針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種表面能低、無毒無害、穩(wěn)定性好、防污作用持久、工藝簡單、成本低的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料及制作方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于它包括如下組分及質(zhì)量配比名稱質(zhì)量百分比有機(jī)硅改性丙烯酸酯 12％～50％納米SiO25％～20％體質(zhì)顏填料 20％～35％助劑0.1％～1％有機(jī)溶劑20％～60％。1
本發(fā)明的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其中所述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯的配方及制法是名稱 質(zhì)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％有機(jī)硅單體 4％～11％有機(jī)溶劑 1％～20％；首先將上述材料加入裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、分液漏斗的四口瓶中混合均勻后加熱，溫升速度控制在6℃/分鐘～10℃/分鐘，加熱后溫度控制在90℃～130℃之間；再均勻滴加引發(fā)劑溶液，并在2小時(shí)～4小時(shí)之間滴完，并保溫2小時(shí)～4小時(shí)，出料，所述的引發(fā)劑為過氧苯甲?；蚺嫉惗‰妫l(fā)劑的用量占上述材料總量的2％～10％。
本發(fā)明的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其中所述的體質(zhì)顏填料由重質(zhì)CaCO3和鐵紅和滑石粉組成，各成份質(zhì)量配比為重質(zhì)CaCO3∶鐵紅∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
本發(fā)明的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其中所述的助劑由消泡劑5500和硅烷偶聯(lián)劑GPS組成，各成份質(zhì)量配比為消泡劑5500∶硅烷偶聯(lián)劑GPS＝1∶1～3。
本發(fā)明的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其中所述的有機(jī)溶劑由醇、酯、芳香烴組成的混合溶液，所述的醇為丙醇或正丁醇，所述的酯為醋酸丁酯，所述的芳香烴為苯或甲苯。
本發(fā)明的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料的制作方法，其特征在于將上述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯、納米SiO2、體質(zhì)顏填料、助劑、有機(jī)溶劑按上述配比加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行分散處理，分散處理時(shí)間控制在1.5小時(shí)～2.5小時(shí)之間。
本發(fā)明的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，成膜物質(zhì)選用有機(jī)硅改性丙烯酸酯，功能填料選用納米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難以在上面附著，即使附著也不牢固，在水流或其他外力作用下很容易脫落。固體表面自由能越低，附著力越小，固體表面與液體的接觸角就越大，不易附著或脫落。低表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用，不存在毒性物質(zhì)釋放損耗問題，安全環(huán)保，不破壞水域環(huán)境，對人類健康不產(chǎn)生任何影響，并能起到長期的防污作用。本發(fā)明的方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1首先取如下原料有機(jī)硅改性丙烯酸酯，其質(zhì)量占總質(zhì)量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之間均可；納米SiO2，其質(zhì)量占總質(zhì)量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之間均可；體質(zhì)顏填料，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之間均可；助劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之間均可；有機(jī)溶劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之間均可。
上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。
再將上述原料加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行分散處理，砂磨機(jī)為現(xiàn)有的KSM-2型砂磨機(jī)，分散處理時(shí)間控制在1.5小時(shí)或2小時(shí)或2.5小時(shí)，即控制在1.5小時(shí)～2.5小時(shí)之間均可，研磨制得低表面能防污涂料。
該防污涂料的技術(shù)參數(shù)為1、表面能，采用JS-X150多功能接觸角測量儀測得涂層與水的接觸角為150°，表面能低達(dá)3.26mJ/m2；2、附著力，按GB1720-79標(biāo)準(zhǔn)為1級；3、耐沖擊性，按GB1732-79標(biāo)準(zhǔn)為4.9N·m。
實(shí)施例2首先取如下原料有機(jī)硅改性丙烯酸酯，其質(zhì)量占總質(zhì)量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之間均可；所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯的配方及制法是甲基丙烯酸甲酯占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的40％或45％或50％或55％，即在40％～55％之間均可；丙烯酸丁酯占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的25％或30％或35％或40％或45％或54％，即在25％～54％之間均可；丙烯酸占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的1％或3％或5％或7％或10％，即在1％～10％之間均可；有機(jī)硅單體占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的4％或6％或9％或11％，即在4％～11％之間均可；有機(jī)溶劑占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的1％或5％或10％或15％或20％，即在1％～20％之間均可。上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。將上述材料混合后加熱，溫升速度控制在6℃/分鐘或8℃/分鐘或10℃/分鐘，加熱后溫度控制為90℃或100℃或110℃或120℃或130℃，即在90℃～130℃之間均可，并保溫2小時(shí)或3小時(shí)或4小時(shí)，即在2小時(shí)～4小時(shí)之間均可；再均勻滴加引發(fā)劑溶液，并在2小時(shí)～4小時(shí)之間滴完。所述的引發(fā)劑為過氧苯甲?；蚺嫉惗‰?，引發(fā)劑的用量占上述材料總量的2％或4％或8％或10％，即在2％～10％之間均可。
納米SiO2，其質(zhì)量占總質(zhì)量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之間均可；體質(zhì)顏填料，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之間均可；助劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之間均可；有機(jī)溶劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之間均可。
上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。
再將上述原料加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行分散處理，砂磨機(jī)為KSM-2型砂磨機(jī)，分散處理時(shí)間控制在1.5小時(shí)或2小時(shí)或2.5小時(shí)，即控制在1.5小時(shí)～2.5小時(shí)之間均可，最終研磨制得低表面能防污涂料。
該防污涂料的技術(shù)參數(shù)為1、表面能，采用JS-X150多功能接觸角測量儀測得涂層與水的接觸角為150°，表面能低達(dá)3.26mJ/m2；2、附著力，按GB1720-79標(biāo)準(zhǔn)為1級；3、耐沖擊性，按GB1732-79標(biāo)準(zhǔn)為4.9N·m。
實(shí)施例3首先取如下原料有機(jī)硅改性丙烯酸酯，其質(zhì)量占總質(zhì)量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之間均可；所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯的配方及制法是甲基丙烯酸甲酯占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的40％或45％或50％或55％，即在40％～55％之間均可；丙烯酸丁酯占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的25％或30％或35％或40％或45％或54％，即在25％～54％之間均可；丙烯酸占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的1％或3％或5％或7％或10％，即在1％～10％之間均可；有機(jī)硅單體占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的4％或6％或9％或11％，即在4％～11％之間均可；有機(jī)溶劑占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的1％或5％或10％或15％或20％，即在1％～20％之間均可。上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。將上述材料混合后加熱，溫升速度控制在6℃/分鐘或8℃/分鐘或10℃/分鐘，加熱后溫度控制為90℃或100℃或110℃或120℃或130℃，即在90℃～130℃之間均可，并保溫2小時(shí)或3小時(shí)或4小時(shí)，即在2小時(shí)～4小時(shí)之間均可；再均勻滴加引發(fā)劑溶液，并在2小時(shí)～4小時(shí)之間滴完。所述的引發(fā)劑為過氧苯甲?；蚺嫉惗‰?，引發(fā)劑的用量占上述材料總量的2％或4％或8％或10％，即在2％～10％之間均可。
納米SiO2，其質(zhì)量占總質(zhì)量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之間均可；體質(zhì)顏填料，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之間均可，所述的體質(zhì)顏填料由重質(zhì)CaCO3和鐵紅和滑石粉組成，各成份質(zhì)量配比為重質(zhì)CaCO3∶鐵紅∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
助劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之間均可；有機(jī)溶劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之間均可。
上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。
再將上述原料加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行分散處理，砂磨機(jī)為現(xiàn)有的KSM-2型砂磨機(jī)，分散處理時(shí)間控制在1.5小時(shí)或2小時(shí)或2.5小時(shí)，即控制在1.5小時(shí)～2.5小時(shí)之間均可，研磨制得低表面能防污涂料。
該防污涂料的技術(shù)參數(shù)為1、表面能，采用JS-X150多功能接觸角測量儀測得涂層與水的接觸角
2、為150°，表面能低達(dá)3.26mJ/m2；3、附著力，按GB1720-79標(biāo)準(zhǔn)為1級；4、耐沖擊性，按GB1732-79標(biāo)準(zhǔn)為4.9N·m。
實(shí)施例4首先取如下原料有機(jī)硅改性丙烯酸酯，其質(zhì)量占總質(zhì)量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之間均可；所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯的配方及制法是甲基丙烯酸甲酯占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的40％或45％或50％或55％，即在40％～55％之間均可；丙烯酸丁酯占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的25％或30％或35％或40％或45％或54％，即在25％～54％之間均可；丙烯酸占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的1％或3％或5％或7％或10％，即在1％～10％之間均可；有機(jī)硅單體占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的4％或6％或9％或11％，即在4％～11％之間均可；有機(jī)溶劑占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的1％或5％或10％或15％或20％，即在1％～20％之間均可。上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。將上述材料混合后加熱，溫升速度控制在6℃/分鐘或8℃/分鐘或10℃/分鐘，加熱后溫度控制為90℃或100℃或110℃或120℃或130℃，即在90℃～130℃之間均可，并保溫2小時(shí)或3小時(shí)或4小時(shí)，即在2小時(shí)～4小時(shí)之間均可；再均勻滴加引發(fā)劑溶液，并在2小時(shí)～4小時(shí)之間滴完。所述的引發(fā)劑為過氧苯甲?；蚺嫉惗‰妫l(fā)劑的用量占上述材料總量的2％或4％或8％或10％，即在2％～10％之間均可。
納米SiO2，其質(zhì)量占總質(zhì)量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之間均可；體質(zhì)顏填料，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之間均可，所述的體質(zhì)顏填料由重質(zhì)CaCO3和鐵紅和滑石粉組成，各成份質(zhì)量配比為重質(zhì)CaCO3∶鐵紅∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
助劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之間均可，所述的助劑由消泡劑5500和硅烷偶聯(lián)劑GPS組成，各成份質(zhì)量配比為消泡劑5500∶硅烷偶聯(lián)劑GPS＝1∶1～3。
有機(jī)溶劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之間均可。
上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。
再將上述原料加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行分散處理，砂磨機(jī)為現(xiàn)有的KSM-2型砂磨機(jī)，分散處理時(shí)間控制在1.5小時(shí)或2小時(shí)或2.5小時(shí)，即控制在1.5小時(shí)～2.5小時(shí)之間均可，研磨制得低表面能防污涂料。
該防污涂料的技術(shù)參數(shù)為1、表面能，采用JS-X150多功能接觸角測量儀測得涂層與水的接觸角為150°，表面能低達(dá)3.26mJ/m2；2、附著力，按GB1720-79標(biāo)準(zhǔn)為1級；3、耐沖擊性，按GB1732-79標(biāo)準(zhǔn)為4.9N·m。
實(shí)施例5首先取如下原料有機(jī)硅改性丙烯酸酯，其質(zhì)量占總質(zhì)量的12％或22％或32％或42％或50％，即控制在12％～50％之間均可；所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯的配方及制法是甲基丙烯酸甲酯占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的40％或45％或50％或55％，即在40％～55％之間均可；丙烯酸丁酯占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的25％或30％或35％或40％或45％或54％，即在25％～54％之間均可；丙烯酸占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的1％或3％或5％或7％或10％，即在1％～10％之間均可；有機(jī)硅單體占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的4％或6％或9％或11％，即在4％～11％之間均可；有機(jī)溶劑占有機(jī)硅改性丙烯酸酯總質(zhì)量的1％或5％或10％或15％或20％，即在1％～20％之間均可。上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。將上述材料混合后加熱，溫升速度控制在6℃/分鐘或8℃/分鐘或10℃/分鐘，加熱后溫度控制為90℃或100℃或110℃或120℃或130℃，即在90℃～130℃之間均可，并保溫2小時(shí)或3小時(shí)或4小時(shí)，即在2小時(shí)～4小時(shí)之間均可；再均勻滴加引發(fā)劑溶液，并在2小時(shí)～4小時(shí)之間滴完。所述的引發(fā)劑為過氧苯甲?；蚺嫉惗‰?，引發(fā)劑的用量占上述材料總量的2％或4％或8％或10％，即在2％～10％之間均可。
納米SiO2，其質(zhì)量占總質(zhì)量的5％或10％或15％或20％，即控制在5％～20％之間均可；體質(zhì)顏填料，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或25％或30％或35％，即控制在20％～35％之間均可，所述的體質(zhì)顏填料由重質(zhì)CaCO3和鐵紅和滑石粉組成，各成份質(zhì)量配比為重質(zhì)CaCO3∶鐵紅∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
助劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的0.1％或0.3％或0.5％或0.7％或1％，即控制在0.1％～1％之間均可，所述的助劑由消泡劑5500和硅烷偶聯(lián)劑GPS組成，各成份質(zhì)量配比為消泡劑5500∶硅烷偶聯(lián)劑GPS＝1∶1～3。
有機(jī)溶劑，其質(zhì)量占總質(zhì)量的20％或30％或40％或50％或60％，即控制在20％～60％之間均可，所述的有機(jī)溶劑為醇和酯和芳香烴的混合溶液，其質(zhì)量配比為1∶1∶1，所述的醇為丙醇或正丁醇，所述的酯為醋酸丁酯，所述的芳香烴為苯或甲苯。
上述各原料按所限定的質(zhì)量百分比確定后，其各原料質(zhì)量百分比總和應(yīng)為100％。
再將上述原料加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行分散處理，砂磨機(jī)為現(xiàn)有的KSM-2型砂磨機(jī)，分散處理時(shí)間控制在1.5小時(shí)或2小時(shí)或2.5小時(shí)，即控制在1.5小時(shí)～2.5小時(shí)之間均可，研磨制得低表面能防污涂料。
該防污涂料的技術(shù)參數(shù)為1、表面能，采用JS-X150多功能接觸角測量儀測得涂層與水的接觸角為150°，表面能低達(dá)3.26mJ/m2；2、附著力，按GB1720-79標(biāo)準(zhǔn)為1級；3、耐沖擊性，按GB1732-79標(biāo)準(zhǔn)為4.9N·m。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于它基本由如下組份及質(zhì)量配比配制而成名稱質(zhì)量百分比有機(jī)硅改性丙烯酸酯 12％～50％納米SiO25％～20％體質(zhì)顏填料 20％～35％助劑0.1％～1％有機(jī)溶劑20％～60％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于所述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯的配方及制法是名稱質(zhì)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％有機(jī)硅單體 4％～11％有機(jī)溶劑1％～20％首先，將上述材料加入裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、分液漏斗的四口瓶中混合均勻后加熱，溫升速度控制在6℃/分鐘～10℃/分鐘，加熱后溫度控制在90℃～130℃之間；再均勻滴加引發(fā)劑溶液，在2小時(shí)～4小時(shí)之間滴完，并保溫2小時(shí)～4小時(shí)，出料，所述的引發(fā)劑為過氧苯甲?；蚺嫉惗‰妫l(fā)劑的用量占上述材料總量的2％～10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于所述的體質(zhì)顏填料由重質(zhì)CaCO3和鐵紅和滑石粉組成，各成份質(zhì)量配比為重質(zhì)CaCO3∶鐵紅∶滑石粉＝1∶0.5～1.5∶0.5～1.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于所述的助劑由消泡劑5500和硅烷偶聯(lián)劑GPS組成，各成份質(zhì)量配比為消泡劑5500∶硅烷偶聯(lián)劑GPS＝1∶1～3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料，其特征在于所述的有機(jī)溶劑由醇、酯、芳香烴組成的混合溶液，所述的醇為丙醇或正丁醇，所述的酯為醋酸丁酯，所述的芳香烴為苯或甲苯。
6.一種如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO2低表面能防污涂料的制作方法，其特征在于將所述的有機(jī)硅改性丙烯酸酯、納米SiO2、體質(zhì)顏填料、助劑和有機(jī)溶劑按上述配比加入到砂磨機(jī)中進(jìn)行分散處理，分散處理時(shí)間控制在1.5小時(shí)～2.5小時(shí)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種涂料及其制作方法，特別是一種有機(jī)硅改性丙烯酸酯/納米SiO
文檔編號C09D7/12GK101033358SQ20071001105
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者陳美玲, 高宏, 曲園園 申請人:大連交通大學(xué)