一種低成本耐海水涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種涂料，尤其設及一種低成本耐海水涂料。本發(fā)明還設及運種涂料 的制備方法。
【背景技術】
[0002] 耐海水涂料主要用于沿海地區(qū)下海作業(yè)的設備或工具。因為沿海地區(qū)日照強烈， 紫外光能量達397J/mol，足W切斷許多高分子鏈或引發(fā)光氧化反應，因此，現(xiàn)有涂料用于沿 海地區(qū)下海作業(yè)的設備或工具時，存在涂膜變色、粉化、龜裂，從而減弱了涂膜對腐蝕介質(zhì) 的屏蔽作用，使其失去裝飾性和防護性等功能。目前雖然也有性能優(yōu)良的耐海水涂料，但其 所用成膜樹脂為進口樹脂，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種防護性能好的低成本耐海水涂料。
[0004] 本發(fā)明的另一個目的在于提供上述低成本耐海水涂料的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是運樣實現(xiàn)的，一種低成本耐海水涂料，包括成膜樹脂、 助劑、顏料、填料和溶劑，其重量配比為成膜樹脂：助劑：顏料：填料：溶劑= 17-18:1-2:16-17:7-8:29-30 ;成膜樹脂由丙締酸963-3和丙締酸LH-3組成，其重量配比 為1. 4-2:1，丙締酸963-3由甲基丙締酸甲醋、甲基丙締酸徑辛醋、甲基丙締酸徑下醋和丙 締酸合成，丙締酸LH-3由甲基丙締酸甲醋、丙締酸、甲基丙締酸徑辛醋、丙締酸異辛醋和丙 締酸異內(nèi)脂合成。
[0006] 研究發(fā)現(xiàn)，選擇適當Tg的脂肪族丙締酸聚氨醋成膜樹脂體系和氣樹脂體系在紫 外光區(qū)無大的吸收峰，能夠抵御紫外線的降解，滿足耐海水涂料的使用環(huán)境要求。但氣樹脂 成膜物體系的表面張力小，涂膜的重涂性差且價格昂貴。而脂肪族丙締酸聚氨醋具有優(yōu)良 的耐水性、耐油性、耐化學藥品性和機械物理性能，有助于提高涂層的防腐性能。因此，本發(fā) 明選用脂肪族丙締酸聚氨醋樹脂作為成膜物體系，采用不同Tg的丙締酸單體合成高Tg的 合成丙締酸963-3和低Tg的合成丙締酸LH-3。
[0007] 在合成丙締酸樹脂時，控制丙締酸單體的用量是合成出適當Tg的丙締酸成膜樹 脂的關鍵技術。經(jīng)大量實驗，本發(fā)明選擇W重量份計的甲基丙締酸甲醋：甲基丙締酸徑辛 醋：甲基丙締酸徑下醋：丙締酸=4-5:1-2:1-2:1-2的配比合成丙締酸963-3 ;選用W重 量份計的甲基丙締酸甲醋：丙締酸：甲基丙締酸徑辛醋：丙締酸異辛醋：丙締酸異內(nèi)脂= 5-6:1-2:5-6:1-2:2-3的配比合成丙締酸LH-3。合成的丙締酸963-3的玻璃化溫度Tg為 30°C，丙締酸LH-3的玻璃化溫度Tg為-5°C，丙締酸963-3與丙締酸LH-3W重量份計的 1. 4:1的配比組成具有梯度Tg的成膜樹脂，該成膜樹脂與脂肪族異氯酸醋固化劑作用，形 成互穿網(wǎng)絡結構的合金化高分子涂料涂膜，該涂料涂膜具有優(yōu)良的耐候性和抗老化性。
[0008]為了提高耐海水涂料的綜合性能，上述低成本耐海水涂料還包括助劑，助劑包括 固化促進劑、消光劑、消光助劑、防沉淀劑、潤濕分散劑和流平劑。加入固化促進劑是為了縮 短固化時間，加速固化反應。添加消光劑和消光助劑的目的是為了控制涂層的粗糖度，降低 其表面光澤。防沉淀劑的加入能夠提高顏料的分散性、減小顏料粒子半徑，并控制在膽存期 間絮凝，從而避免涂料在膽存和運輸過程中出現(xiàn)顏料、填料與涂料分離沉淀的現(xiàn)象。潤濕分 散劑的加入能夠提高涂料的研磨效率，保持分散體系穩(wěn)定，改善涂膜性能。添加流平劑能夠 改善流動性，延長流平時間，增加對底材的潤濕性，從而有效避免縮孔和針孔等流平不良現(xiàn) 象的發(fā)生。不同顏色的涂料所加助劑的種類和數(shù)量各不相同，具體根據(jù)使用要求而定。
[0009] 為了不影響涂層的流平性和干燥速度，上述溶劑由二甲苯、下醋和乙二醇乙酸醋 酸醋組成，其配比為二甲苯：下醋：乙二醇乙酸醋酸醋=4:4:2。
[0010] 為了制備涂料時易于分散，同時，使涂膜更致密，增強涂層屏蔽作用，提高防腐能 力，上述填料優(yōu)選改性超細硫酸領和微細滑石粉，其粒徑不大于3ym。
[0011] 上述低成本耐海水涂料的制備方法如下：
[0012] 步驟1，合成丙締酸963-3和丙締酸LH-3 ;
[0013] 步驟2,將丙締酸963-3與丙締酸LH-3混合，然后向丙締酸963-3和丙締酸LH-3 的混合物中加入溶劑，攬拌并加熱，保溫至丙締酸963-3和丙締酸LH-3完全溶解，變成無色 透明為止；
[0014] 步驟3,通過控制溶劑的加入量調(diào)整固體份為50%左右；
[0015] 步驟4,過濾得成膜樹脂；
[0016] 步驟5,在成膜樹脂中加入顏料、填料和助劑，攬拌，混合均勻；
[0017] 步驟6,利用高速球磨機研磨，直到料液研磨細度達到30ymW下為止；
[001引步驟7,過濾，即得。
[0019] 上述步驟1中，合成丙締酸963-3的方法如下：先將甲基丙締酸甲醋、甲基丙締酸 徑辛醋、甲基丙締酸徑下醋和丙締酸中的任意兩種加入容器進行物理混合，再逐一加入另 外兩種進行混合；然后W每分鐘20-30滴的滴定速度，將混合溶液滴入反應容器，控制反應 溫度為115°C-120°C，反應完全后保溫大約2小時，即得到丙締酸963-3。
[0020] 上述步驟1中，合成丙締酸LH-3的方法如下：先將甲基丙締酸甲醋、丙締酸、甲基 丙締酸徑辛醋、丙締酸異辛醋和丙締酸異內(nèi)脂中的任意兩種加入容器進行物理混合，再逐 一加入另外兩種進行混合；然后W每分鐘20-30滴的滴定速度，將混合溶液滴入反應容器， 控制反應溫度為115°C-120°C，反應完全后保溫大約2小時，即得到丙締酸LH-3。
[0021] 上述步驟2中，加熱溫度為75-80°C。
[0022] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0023] 1、本發(fā)明耐海水涂料W不同Tg的丙締酸單體作為成膜樹脂體系，可與脂肪族異 氯酸醋固化劑作用形成互穿網(wǎng)絡結構的合金化高分子涂料涂膜，不僅具有優(yōu)良的耐候性和 抗老化性，克服了現(xiàn)有涂料存在的涂膜變色、粉化、龜裂的問題，可保持涂膜對腐蝕介質(zhì)的 屏蔽作用，具有良好的裝飾性和防護性功能，而且成本低廉。
[0024] 2、本發(fā)明低成本耐海水涂料的制備方法簡單，易于實現(xiàn)。
【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明低成本耐海水涂料，包括成膜樹脂、助劑、顏料、填料和溶劑，成膜樹脂由丙 締酸963-3和丙締酸LH-3組成，丙締酸963-3由甲基丙締酸甲醋、甲基丙締酸徑辛醋、甲基 丙締酸徑下醋和丙締酸合成，丙締酸LH-3由甲基丙締酸甲醋、丙締酸、甲基丙締酸徑辛醋、 丙締酸異辛醋和丙締酸異內(nèi)脂合成。
[0026] 基于低成本耐海水涂料的使用對像和環(huán)境要求，顏料必須具有優(yōu)良的耐候性和耐 海水性。因此，應當選擇著色性好、化學性質(zhì)穩(wěn)定、無毒或毒性小、對環(huán)境污染小或無污染的 顏料。在上述顏料選擇原則基礎上，本發(fā)明利用調(diào)節(jié)顏基比來提高涂料的遮蓋力，經(jīng)過多次 反復實驗，優(yōu)化出幾種顏料用量如表1所示。
[0027] 表1顏料的添加配比（質(zhì)量比）
[0028]
[0029] 溶劑能溶解、分散涂料中的成膜物質(zhì)，形成液態(tài)涂料，并調(diào)節(jié)其粘度和流變性，使 之易于涂裝；溶劑還能增加涂料對基材的潤濕性，提高附著力，此外還具有改善涂膜外觀等 功能。由于本發(fā)明采用的是丙締酸聚氨醋樹脂體系，固化劑含大量的-NC0基團，其化學性 質(zhì)活潑，易與含徑基的物質(zhì)發(fā)生反應，因此選用了不含水、醇等活潑氨的"氨醋級溶劑"。在 本發(fā)明溶劑配方實驗中，利用交叉試驗法添加不同溶劑，考查涂液的粘度，結果發(fā)現(xiàn)W下幾 種配比（質(zhì)量比）比較經(jīng)濟適用：
[0030] 1)二甲苯：下酬：丙酬=35:25:25 ;
[0031] 2)二甲苯：下酬：環(huán)己酬=35:30:15 ;
[0032] 3)二甲苯：下酬：乙醋=5:2:3 ;
[0033] 4)下酬：丙酬=1:1;
[0034] 5)下酬：丙酬：下醋=25:30:30 ;
[0035] 6)丙酬：下醋=65:17 ;
[0036] 7)二甲苯：下醋：乙二醇乙酸醋酸醋=4:4:2。
[0037] 結合W上各溶劑配方對涂層流平性和干燥速度的影響，優(yōu)選第7)二甲苯：下醋： 乙二醇乙酸醋酸醋=4:4:2配方作為溶劑。
[003引助劑雖然在涂料中用量很少，卻能顯著改善涂料的加工性能、膽存性能和施工性 能，提高涂層的綜合性能。但是，如果助劑用量比例不當，反而會對涂料的性能產(chǎn)生負面影 響。
[0039] 在確定低成本耐海水涂料樹脂、固化劑和顏料的配方之后，為了提高涂膜性能和 外觀質(zhì)量，經(jīng)多次反復實驗，考慮顏料對助劑的選擇性，所得到助劑添加配方如表2所示。
[0040] 表2不同顏色涂料的助劑配方（質(zhì)量比）