有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法及其在防污涂层技术应用技术

本发明专利技术公开了一种有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法及其在防污涂层技术应用，涉及防污涂料领域。本发明专利技术通过有机硅单体、丙烯酸酯类硬单体、丙烯酸酯类软单体、引发剂、助溶剂、乳化剂得到混合物，将混合物与无离子水、聚氯乙烯预聚体乳液进行乳化反应后，再加入稳定剂进行搅拌反应，得到有机硅改性聚氯乙烯乳液。制得的有机硅改性聚氯乙烯乳液与成膜助剂、消泡剂混合后制成防污涂料。本发明专利技术制备的防污涂料具有良好的经济效益，耐候性，附着力，耐化学性能等得到提高，并具有好的自平滑涂层表面的功效。效。

【技术实现步骤摘要】
有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法及其在防污涂层技术应用


[0001]本专利技术涉及防污涂料领域，具体是一种有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法及其在防污涂层技术应用。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯作为用途最广的一种聚合物之一，以其优异的耐化学性、热机械性能和良好的加工性能，广泛应用于手套、玩具、地板革、壁纸、人造革、涂料材料等领域得到了广泛的应用。由于市场的竞争不断增强，需要不断开发新的应用方向，目前主要通过改性制备油墨树脂、内外墙涂料、防腐涂层等领域。因此，任然需要通过改性研究，开发更多的高端领域的应用。
[0003]在各种改性剂中，有机硅改性树脂具有良好的耐水、耐紫外线、耐热等性能。在涂料行业中近年来迅速发展和应用。杂化有机复合涂料主要为丙烯酸酯类单体和有机硅单体聚合，以及种子乳液表面再接枝改性而成，表现出无机材料和有机材料的共有特性。复合涂料在拥有无机材料耐水、抗污、耐候等良好性能的同时，还拥有有机材料的耐油污、保光保色、附着力等良好性能，使涂层材料具有优良的综合性能。
[0004]防污涂料是海洋涂料中最重要的品种之一。目前用于舰,船的防污涂料都是溶剂型体系。溶剂型涂料在涂装过程中影响操作人员的身体健康,同时存在安全隐患，对海洋生物有较大的伤害。随着人类环保意识的不断提高，防污涂料朝着不含有机锡、低VOC、低氧化亚铜含量、不含重金属杀菌剂和无杀菌剂的环保型、水性化发展是必然趋势。因此，开发更加环保的防污涂层用材料至关重要，水解型自抛光防污涂料是在海水中通过简单水解达到涂层抛光目的，有好的自平滑涂层表面的功效，具有很好的开发价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法、应用及防污涂料、制备工艺，以实现聚氯乙烯改性后应用于防污涂料，进而解决现有技术防污涂料存在的性能和光滑度差的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法，包括以下步骤：步骤1、按重量份称取5~15份的有机硅单体、40~60份的丙烯酸酯类硬单体、30~50份的丙烯酸酯类软单体、0.1~0.5份的引发剂、10~20份的助溶剂、4~8份的乳化剂，将称取的有机硅单体、丙烯酸酯类硬单体、丙烯酸酯类软单体、引发剂、助溶剂、乳化剂混合后于室温条件下乳化分散1~2小时，得到混合物；步骤2、按重量份称取50~80份无离子水、80~100份固含量为30%~35%的聚氯乙烯预聚体乳液、80~100份的步骤1制得的混合物，令无离子水升温至40摄氏度时向无离子水中加入称取的聚氯乙烯预聚体乳液，接着令加入了聚氯乙烯预聚体乳液的无离子水继续升温至65摄氏度时向无离子水中滴加称取的混合物，在半小时内继续升温至80摄氏度，所述混合
物的总滴加时间控制在4~5小时，滴加结束后并于80摄氏度条件下进行反应2~3小时，得到中间反应物；步骤3、令步骤2得到的中间反应物降温至55摄氏度并加入稳定剂，然后调节PH值至6~8，调节PH值后对加入有稳定剂的中间反应物搅拌1~2小时，搅拌结束后降温至40摄氏度以下，得到有机硅改性聚氯乙烯乳液。
[0007]进一步的步骤1中，所述丙烯酸脂类硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的任意一种或任意比例的多种。
[0008]进一步的步骤1中，所述丙烯酸脂类软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或任意比例的多种。
[0009]进一步的步骤1中，所述助溶剂为异丙醇、丁醇中的任意一种。
[0010]进一步的步骤1中，所述有机硅单体为甲基丙烯酸甲基硅酯、2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸三丁基硅烷基酯、2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸3
‑
[三异丙氧基硅烷基]丙酯中的任意一种或任意比例的多种；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种；所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵中的任意一种或任意比例的多种。
[0011]进一步的步骤2中，聚氯乙烯预聚体乳液的制备方法为乳液法制备。
[0012]进一步的步骤3中，稳定剂为十二烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵的任意一种或任意比例的多种，其中稳定剂的加入量按重量份计为2~4份，中间产物200~250份。
[0013]一种上述制备方法制备的有机硅改性聚氯乙烯乳液在防污涂料中的应用。
[0014]一种防污涂料，包括以下重量份的各组分：按上述的制备方法制备的有机硅改性聚氯乙烯乳液80
‑
110份、成膜助剂4
‑
12份、消泡剂0.1
‑
0.2份，其中，所述成膜助剂为十二碳醇酯，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
[0015]一种上述防污涂料的制备工艺，过程如下：按重量份称取有机硅改性聚氯乙烯乳液、成膜助剂、消泡剂，将三者混合后依次进行搅拌、调节PH值和过滤除去固体残渣，得到的滤液即为防污涂料。
[0016]本专利技术中，用于制备有机硅改性聚氯乙烯乳液的各个原料易于获得，成本较低。制得的有机硅改性聚氯乙烯乳液，由于其在海水环境下水解自抛光作用，使表面光滑，阻止了微生物的附着，因此具有较好的防污性能，故非常适合用于制作防污涂料。
[0017]本专利技术中，基于有机硅改性聚氯乙烯乳液制作的防污涂料，基于改性有机硅中的硅脂基团在海水环境下水解带走表面的附着物原理，因此可在海水中通过化学反应达到涂层抛光的目的，并基于自抛光性能，因此具有良好的自平滑涂层表面的功效。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点为：1、本专利技术以低成本的聚氯乙烯乳液为底物，通过加入有机硅、丙烯酸脂类单体等共聚制备改性乳液，可用于制备防污涂料，具有良好的经济效益。制备的防污涂料的耐候性，附着力，耐化学性能等得到提高，为聚氯乙烯的改性研究方向提供更多可能。
[0019]2、本专利技术制备的防污涂料在海水中通过化学反应达到涂层抛光目的，有好的自平滑涂层表面的功效。不仅有效的降低因喷涂技术的影响产生的原始粗糙度。各种船体表面在海洋航运过程中，光滑度大大增加，进一步减少在航行过程中的与海水摩擦力，从而降低
航行过程中燃油用量，达到节能减排的目的，且使用长久，提高船体寿命，增加重新喷涂年限，进一步降低了维护成本，在海洋防污涂层领域有很好的运用前景。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术进一步说明。
[0021]实施例1本实施例公开了一种有机硅改性聚氯乙烯乳液的制备方法，包括以下步骤：步骤1、按重量份称取6份的有机硅单体、40份的丙烯酸酯类硬单体、30份的丙烯酸酯类软单体、0.2份的引发剂、15份的助溶剂、8份的乳化剂。
[0022]其中：有机硅单体采用甲基丙烯酸甲基硅酯、2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸三丁基硅烷基酯、2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸3
‑
[三异丙氧基硅烷基]丙酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、按重量份称取5~15份的有机硅单体、40~60份的丙烯酸酯类硬单体、30~50份的丙烯酸酯类软单体、0.1~0.5份的引发剂、10~20份的助溶剂、4~8份的乳化剂，将称取的有机硅单体、丙烯酸酯类硬单体、丙烯酸酯类软单体、引发剂、助溶剂、乳化剂混合后于室温条件下乳化分散1~2小时，得到混合物；步骤2、按重量份称取50~80份无离子水、80~100份固含量为30%~35%的聚氯乙烯预聚体乳液、80~100份的步骤1制得的混合物，令无离子水升温至40摄氏度时向无离子水中加入称取的聚氯乙烯预聚体乳液，接着令加入了聚氯乙烯预聚体乳液的无离子水继续升温至65摄氏度时向无离子水中滴加称取的混合物，在半小时内继续升温至80摄氏度，所述混合物的总滴加时间控制在4~5小时，滴加结束后于80摄氏度条件下进行反应2~3小时，得到中间反应物；步骤3、令步骤2得到的中间反应物降温至55摄氏度并加入稳定剂，然后调节PH值至6~8，调节PH值后对加入有稳定剂的中间反应物搅拌1~2小时，搅拌结束后降温至40摄氏度以下，得到有机硅改性聚氯乙烯乳液。2.根据权利要求1所述的有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法，其特征在于，步骤1中，所述丙烯酸脂类硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的任意一种或任意比例的多种。3.根据权利要求1所述的有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法，其特征在于，步骤1中，所述丙烯酸脂类软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或任意比例的多种。4.根据权利要求1所述的有机硅改性聚氯乙烯乳液制备方法，其特征在于，步骤1中，所述助溶剂为异丙醇、丁醇中的任意一种。5.根据权利要求1所述的有机硅改性聚氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，彭盼盼，李慧，江颖，邹国栋，程传政，戴倩婷，李通，宋楷，
申请(专利权)人：安徽天辰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：