一种耐淡海水交替的海洋防污涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐淡海水交替的海洋防污涂料及其制备方法，涉及海洋防污技术领域。本发明专利技术提供的海洋防污涂料及其制备方法，通过工艺参数的设计改进，将聚醚二元醇依次与二异氰酸酯、侧链为聚二甲基硅氧烷的二元醇、带羧基二元醇充分反应得到混合溶液后，加入扩链剂制备侧链为羧基的聚氨酯，扩链过程控制反应温度为60

【技术实现步骤摘要】
一种耐淡海水交替的海洋防污涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及海洋防污
，特别涉及一种耐淡海水交替的海洋防污涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，中国的造船企业普遍处于淡水江河水域（靠近海洋），因此船舶在建造过程中需要浸泡于淡水区域一定的时间。与此同时，船舶在使用的过程中也可能停靠江河入海口处。江河入海口处因有淡水的注入，该处海水的含盐量随着潮汐的变化会发生改变。具体表现为退潮时由于淡水倒灌，海水中含盐量降低。由于淡水的渗透压远高于海水的渗透压，传统的防污漆在淡水中往往会产生起泡、开裂及脱落等不良现象，导致建造结束后船舶需要重新涂覆防污涂层，影响了建造工期，增大了建造成本，而对于停靠江河入海口的船舶，也会出现起泡、开裂及脱落等不良现象，从而使船舶重新返回船坞进行维修，增大了使用成本。
[0003]针对船舶建造及使用过程中停靠淡海水交替区域存在的问题，国外涂料企业开展了相关研究，其中日本中涂工业开发含有疏水性脂环式化合物的丙烯酸硅烷防污涂层，可有效降低涂层吸水率，从而增加防污涂层的耐淡海水交替性能。三菱公司及立邦涂料公司开发乙烯基树脂的防污涂层，利用乙烯基树脂的疏水性，降低涂层的吸水率，从而增加防污涂层的耐耐淡海水交替性能。但目前整体防污涂层的耐淡海水交替性能效果偏差。比如，中国专利CN 105238150 A制备一种耐淡水船舶涂料将氯化橡胶与双环戊二烯环氧树脂、乙烯基醋树脂混溶，制备成耐淡海水的防污涂层；中国专利CN 104530876 A制备一种耐淡海水的丙烯酸锌自抛光防污涂料，采用带侧链环状化合物的丙烯酸锌聚合物作为涂层成膜剂，利用侧链环状化合物的疏水性降低涂层的吸水率，使涂层的吸水率保持在低值，同时采用低含水量和低水溶物的氧化亚铜和氧化锌作为防污剂，减少粉料吸水后的膨胀，使涂层更致密，降低其膨胀系数，从而实现自抛光防污涂层在淡海水中的长期耐用性。
[0004]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：现有技术提供的海洋防涂层中树脂组分为热塑性树脂，不存在交联结构，疏水性能较差；带侧链环状化合物的丙烯酸锌聚合物，侧链带环状化合物的疏水性能一般，远不如含硅材料的疏水性能，吸水率较高；使用氧化亚铜和氧化锌作为防污剂，防污剂的使用量较大，影响海洋防污涂层的机械性能，且存在吸水率过高等问题；丙烯酸树脂的特殊结构具有热粘冷脆特性，使其与传统的环氧树脂防腐涂层附着强度较差，需要涂覆额外的连接漆提高防污涂层的附着强度，增加了材料成本及施工成本。以上各种因素，导致现有海洋防污涂料喷涂所得涂层耐淡海水交替的性能较差。

技术实现思路

[0005]针对相关技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种耐淡海水交替的海洋防污涂料及其制备方法，通过聚醚二元醇与二异氰酸酯反应，再将其与侧链为聚二甲基硅氧烷的二
元醇反应，再将其与带羧基二元醇反应，然后通过扩链剂制备成侧链为羧基的聚氨酯，并通过奈立膦酸封端，再将羧基基团与氢氧化物及含羧基防污剂中和，合成侧链含聚二甲基硅氧烷及防污剂可降解聚氨酯，再将该树脂与环保型有机类海洋防污剂，制备成海洋防污涂料，从而提高海洋防污涂层的附着强度（与环氧防腐涂层）、机械强度、耐碱性、耐酸性、防污期效等综合性能，降低涂层的吸水率，进而提高海洋防污涂层的耐淡海水交替性能。
[0006]本专利技术的技术方案如下：根据本专利技术实施例的第一个方面，提供一种耐淡海水交替的海洋防污涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：（1）将10
‑
60重量份聚醚二元醇溶于第一溶剂后得到聚醚二元醇溶液，将所述聚醚二元醇溶液升温至110
‑
125
°
C，采用冷凝回流的方式除水后保温1
‑
2 h，再降温至60
‑
90
°
C，加入20
‑
80重量份二异氰酸酯和0.2
‑
0.5重量份催化剂，于60
‑
90
°
C反应温度下反应2
‑
4 h，再加入5
‑
20重量份侧链为聚二甲基硅氧烷的二元醇，于60
‑
90
°
C反应温度下反应1
‑
2 h，得到侧链含聚二甲基硅氧烷的二异氰酸酯；（2) 向所述侧链含聚二甲基硅氧烷的二异氰酸酯加入5
‑
25重量份带羧基二元醇，于60
‑
90
°
C反应温度下反应2
‑
4 h后，加入第二溶剂并混匀得到混合溶液，于20
‑
40
°
C温度向所述混合溶液缓慢滴加0.5
‑
10重量份扩链剂，控制反应温度为60
‑
90
°
C，直至所述混合溶液的数均分子量大于4万，将所述混合溶液降温至20
‑
30
°
C，缓慢滴加0.5
‑
5重量份奈立膦酸封端，再加入0.5
‑
5重量份氢氧化物及2
‑
20重量份带羧基防污剂，继续升温至 80
‑
100℃，反应4
‑
8 h后降温至40
‑
60
°
C，将反应产物旋蒸处理后，得到侧链为聚二甲基硅氧烷及防污剂的可降解聚氨酯，所述可降解聚氨酯的固含量为20%
‑
40%；（3）将50
‑
70重量份所述可降解聚氨酯， 0
‑
20重量份有机类海洋防污剂，1
‑
5重量份助剂、10
‑
30重量份第三溶剂混匀后得到防污涂料半成品，将所述防污涂料半成品高速分散1
‑
2 h并过滤，得到海洋防污涂料成品。
[0007]在一个优选的实施例中，所述第一溶剂为二甲苯、甲苯中的至少一种；所述第二溶剂为二甲基亚砜DMSO、N,N
‑
二甲基甲酰胺DMFN,N
‑
二甲基甲酰胺DMF中的至少一种；所述第三溶剂为DMSO或DMF的至少一种。
[0008]在一个优选的实施例中，所述催化剂为异辛酸铋、二月桂酸二丁基锡、月桂酸铋中的至少一种。
[0009]在一个优选的实施例中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、1,6
‑
己二异氰酸酯HDI、萘
‑
1,5
‑
二异氰酸酯NDI中的至少一种；所述侧链为聚二甲基硅氧烷的二元醇的数均分子量为2000
‑
5000。
[0010]在一个优选的实施例中，所述带羧基二元醇为二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸中的至少一种；所述氢氧化物为氢氧化铜、氢氧化锌中的至少一种；所述扩链剂为1,4
‑
丁二醇、1,6
‑
己二醇、一缩二乙二醇、2
‑
甲基
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
任一所述的一种耐淡海水交替的海洋防污涂料的制备方法制备得到，所述海洋防污涂料喷涂所得防污涂层的表层降解速率为2

【专利技术属性】
技术研发人员：曹淼，唐柏林，曾俊辉，易杰，王红梅，邓哲，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：