一种具有环保和防污性能的超疏水涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种具有环保和防污性能的超疏水涂料，属于涂料技术领域，包括以下原料：有机硅改性聚氨酯预聚物、改性埃洛石、改性粉煤灰、稳定剂、分散剂和有机溶剂；有机硅改性聚氨酯预聚物包括以下步骤制得：将羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡在N2气氛下于45℃反应，反应结束后，升温至65℃，然后滴加季戊四醇三丙烯酸酯，反应结束后，得到有机硅改性聚氨酯预聚物。本发明专利技术技术方案中，将疏水性聚氨酯预聚物和改性埃洛石纳米粒子悬浮液分别喷涂在基材上，形成双层结构，然后在紫外灯下引发，提升了材料的疏水性，制备的涂料具有无氟环保性。制备的涂料具有无氟环保性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有环保和防污性能的超疏水涂料


[0001]本专利技术属于涂料
，具体地，涉及一种具有环保和防污性能的超疏水涂料。

技术介绍

[0002]防污涂料主要应用于船舶及海洋设施表面，起到防止海洋污损生物附着的作用。海洋污损生物是指在海洋设施表面生长的海洋生物，包括植物类、动物类和微生物类，它会对人类开发海洋资源活动造成巨大破坏。海洋污损生物生长在船舶底部，会增加船舶航行的阻力，因而增加燃油消耗，导致船舶机动性能变差、仪表失灵、声纳受到干扰等。一旦发生腐蚀与污损，还需花费巨资清除污损生物，修复损坏的设施，大幅降低船舶的在航率，增加维护维修费用。
[0003]公开号为CN111500130A的中国专利公开了一种环保型超疏水防污涂料，按质量百分比，由以下组分组成：溶剂30
‑
40％；氟硅改性丙烯酸树脂40
‑
50％；有机硅5
‑
10％；气凝胶0.1
‑
2％；石墨烯：0.5
‑
2％；防污剂7
‑
18％；纳米二氧化钛0.1
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1.5％；稳定剂0.1
‑
2％；消泡剂0.1
‑
1.5％。该专利技术的防涂料虽然具有防污、防腐蚀，疏水性强，自洁性好，性能稳定的优点，但是由于含有树脂中含有氟元素，大规模的使用会造成环境污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有环保和防污性能的超疏水涂料，通过有机硅改性聚氨酯预聚物，赋予了涂料的疏水性和环保性，增加的改性埃洛石与有机硅改性聚氨酯预聚物反应使得树脂固化，进一步提高树脂涂层的疏水性，且还能协同改性粉煤灰提高涂层的机械性能。
[0005]本专利技术要解决的技术问题：现有的防涂料虽然具有防污、防腐蚀，疏水性强，自洁性好，性能稳定的优点，但是由于含有树脂中含有氟元素，大规模的使用会造成环境污染。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种具有环保和防污性能的超疏水涂料，包括以下质量份原料：有机硅改性聚氨酯预聚物40
‑
50份、改性埃洛石3
‑
6份、改性粉煤灰1
‑
5份、稳定剂0.1
‑
1份、分散剂3
‑
5份和有机溶剂100
‑
120份；
[0008]所述有机硅改性聚氨酯预聚物包括以下步骤制得：
[0009]将羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡在N2气氛下于45℃反应，反应结束后，升温至65℃，然后滴加季戊四醇三丙烯酸酯，反应结束后，得到有机硅改性聚氨酯预聚物，其中，羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡和季戊四醇三丙烯酸酯的质量比为1.8
‑
2：2.1
‑
2.3：0.02
‑
0.04：2.8
‑
3。
[0010]上述反应过程中，羟基封端的聚二甲基硅氧烷与异佛尔酮二异氰酸酯在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，羟基基团与氰酸酯基团反应，生成酯基基团，并且两端还有氰酸酯基团，两端的氰酸酯基团再与季戊四醇三丙烯酸酯上的羟基进行反应，从而得到有机硅改性聚氨酯预聚物。
[0011]进一步地，改性埃洛石包括以下步骤制得：
[0012]将埃洛石纳米粒子在真空烘箱中于200℃干燥，之后，分散在乙酸乙酯中，得到埃洛石悬浮液，然后，将甲基丙烯酸2
‑
异氰酸乙酯和二月桂酸二丁基锡添加到埃洛石悬浮液中，在70℃搅拌4h，最后，经过洗涤和干燥，得到改性埃洛石纳米粒子，其中，埃洛石纳米粒子、乙酸乙酯、甲基丙烯酸2
‑
异氰酸乙酯和二月桂酸二丁基锡的用量比为1
‑
2g：50
‑
60mL:2
‑
4g：0.01
‑
0.03g。
[0013]上述反应过程中，埃洛石表面的羟基通过与甲基丙烯酸2
‑
异氰酸乙酯在二月桂酸二丁基锡的催化作用下发生反应，进而得到改性埃洛石。
[0014]进一步地，改性粉煤灰包括以下步骤制得：
[0015]将粉煤灰和油酸在橡胶容器中与作为研磨介质的玛瑙球一起混合，球磨机在室温下以300rpm的转速运行8h，经过滤、洗涤和干燥后，得到改性粉煤灰，其中，粉煤灰和油酸的质量比为2
‑
3g：0.1
‑
0.2g。
[0016]上述反应过程中，粉煤灰中的羟基与油酸上的羧基进行反应，进而实现在粉煤灰的表面接枝长烷基链。
[0017]进一步地，稳定剂为淀粉。
[0018]进一步地，分散剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮。
[0019]进一步地，有机溶剂为乙酸乙酯。
[0020]进一步地，一种具有环保和防污性能的超疏水涂料，制备方法包括以下步骤：
[0021]S1、将有机硅改性聚氨酯预聚物和2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮溶解在乙酸乙酯中，搅拌混合均匀后，得到涂料组分A；
[0022]S2、将改性埃洛石超声分散在2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮中形成均质液，得到涂料组分B；
[0023]S3、使用时先将涂料组分A喷涂到清洁的基板上，再喷涂涂料组分B，在紫外灯照射3min后，得到环保和防污性能的超疏水涂层。
[0024]上述反应过程中，涂料组分A与涂料组分B中的有机硅改性聚氨酯预聚物和改性埃洛石通过在紫外的作用下，双键之间发生聚合而固化，形成坚固的涂层。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026](1)本专利技术技术方案中，将疏水性聚氨酯预聚物和改性埃洛石纳米粒子悬浮液分别喷涂在基材上，形成双层结构，然后在紫外灯下引发，由于改性埃洛石纳米粒子构造的粗糙结构，提升了材料的疏水性，通过有机硅改性聚氨酯预聚物再与甲基丙烯酸2
‑
异氰酸乙酯改性的埃洛石进行反应，制备的涂料具有无氟环保性。
[0027](2)本专利技术技术方案中，通过油酸改性粉煤灰制得的疏水材料能过很好的涂层中分散，且可以进一步提升涂料的疏水性，此外，还赋予了涂层耐热和机械性能。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]实施例1
[0030]有机硅改性聚氨酯预聚物包括以下步骤制得：
[0031]将1.8g羟基封端的聚二甲基硅氧烷、2.1g异佛尔酮二异氰酸酯和0.02g二月桂酸二丁基锡在N2气氛下于45℃反应，反应结束后，升温至65℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有环保和防污性能的超疏水涂料，其特征在于：包括以下质量份原料：有机硅改性聚氨酯预聚物40
‑
50份、改性埃洛石3
‑
6份、改性粉煤灰1
‑
5份、稳定剂0.1
‑
1份、分散剂3
‑
5份和有机溶剂100
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120份；所述有机硅改性聚氨酯预聚物包括以下步骤制得：将羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡在N2气氛下于45℃反应，反应结束后，升温至65℃，然后滴加季戊四醇三丙烯酸酯，反应结束后，得到有机硅改性聚氨酯预聚物。2.根据权利要求1所述的一种具有环保和防污性能的超疏水涂料，其特征在于：羟基封端的聚二甲基硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡和季戊四醇三丙烯酸酯的质量比为1.8
‑
2：2.1
‑
2.3：0.02
‑
0.04：2.8
‑
3。3.根据权利要求1所述的一种具有环保和防污性能的超疏水涂料，其特征在于：改性埃洛石包括以下步骤制得：将埃洛石纳米粒子在真空烘箱中于200℃干燥，之后，分散在乙酸乙酯中，得到埃洛石悬浮液，然后，将甲基丙烯酸2
‑
异氰酸乙酯和二月桂酸二丁基锡添加到埃洛石悬浮液中，在70℃搅拌4h，最后，经过洗涤和干燥，得到改性埃洛石纳米粒子。4.根据权利要求3所述的一种具有环保和防污性能的超疏水涂料，其特征在于：埃洛石纳米粒子、乙酸乙酯、甲基丙烯酸2
‑
异氰酸乙酯和二月桂酸二丁基锡的用量比为1
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【专利技术属性】
技术研发人员：王卫霞，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：