防污涂料制造技术

一种用于防污组合物的粘结剂，所述粘结剂包含以下混合物：(i)至少一种有机单官能团酸或其盐；(ii)至少一种具有分子量为300至小于1000的有机多官能团酸或其盐，例如二聚的、三聚的或低聚的脂肪酸或树脂酸；以及(iii)至少一种金属化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于防污涂料的粘结剂组合物和防污涂料组合物自身，以及一种制造与使用该组合物的方法。本专利技术尤其涉及一种粘结剂组合物，所述粘结剂组合物包含多官能团酸、单官能团有机酸和金属盐。
技术介绍
浸没于海水中的表面易遭受海洋生物例如绿藻和褐藻、藤壶、贻贝、管虫等的污染。对于海洋建筑物例如船舶、石油平台、浮标等，这些污染是不受欢迎的且具有经济后果。该污染会导致其表面的生物降解、增加负载和加速腐蚀。对船舶的污染会增加摩擦阻力，这将导致速度降低和/或增加燃油消耗。这也可能导致操纵性能的降低。防污涂料用于防止海洋生物的沉降和生长。这些涂料通常包含成膜粘结剂，连同不同组分如颜料、填料、溶剂和生物活性物质。到2003为止，市场上最成功的防污涂料体系是三丁基锡(TBT)自抛光共聚物体系。用于这些防污涂料的所述粘结剂体系是具有三丁基锡侧基的直链丙烯酸共聚物。在海水中，该聚合物逐渐水解释放三丁基锡，三丁基锡为有效的杀菌剂。剩余的丙烯酸共聚物，现在含有羧酸基团，在海水中变成可充分溶解或可分散的，以致被从所述涂料表面冲掉或侵蚀。这种自抛光效应给涂料中提供了生物活性化合物的控制释放，得到了优良的防污效率和平滑表面，因此减小了摩擦阻力。含TBT的防污涂料现在是禁止用于船体的。近些年来，对新的防污涂料体系开发和引进的后果是禁止TBT。目前市场上的一大类杀菌防污涂料是模仿TBT自抛光共聚物涂料的自抛光防污涂料。这些防污涂料是基于具有可水解侧基而无杀菌功效的(甲基)丙烯酸共聚物。水解机理与含TBT的共聚物是相同的。它提供相同的聚合物的控制溶解，由此防污化合物从涂料薄膜中控制释放，得到与含TBT的防污涂料体系类似 的性能。目前最成功的自抛光防污体系是基于硅基酯官能团的(甲基)丙烯酸共聚物。例如在 EP 0646630、EP 0802243、EP 1342756、EP 1479737、EP1641862、W000/77102、WO 03/070832 和 WO 03/080747 中描述了这些涂料组合物。通过聚合物骨架上侧基的水解，上面提及的防污涂料体系降解，从而得到水可侵蚀聚合物。聚合物骨架上侧基的水解导致羧酸盐的形成，使得聚合物是亲水的，从而是可侵蚀的。需要一定量的可水解基团，在水解后，得到足够亲水性的和可侵蚀的聚合物。另一个众所周知的解决方案是使用侧链中具有金属离子的丙烯酸酯聚合物。通过金属离子交换的这些工作得到了可侵蚀的聚合物。上面提及的技术的一个缺点是，随时间的推移，高含量的不溶性聚合物骨架有助于形成淋溶层。另一种获得水可侵蚀的聚合物的方法是，通过在聚合物骨架中引入可水解的基团，结果是聚合物结构的降解，从而引起聚合物膜或涂料膜的侵蚀。抛光速率和逐渐建立的淋溶层(LL)是确定自抛光防污涂料(SPC)效果的两个重要参数。合适的抛光速率将提供新涂料的连续曝露，以及在防污/海水界面保持足够的杀菌浓度，以防止船体的污染。然而，淋溶层的形成将抑制防污涂料的效果。随时间的推移，涂料配方中需要高杀菌剂浓度，以适应淋溶层的存在，而有效的防污保护。本专利技术人已经意识到，通过将水可侵蚀粘结剂体系引入自抛光防污涂料，可以调节抛光速度，淋溶层的形成可保持在最低限度，且杀菌剂在涂料的寿命中可保持在最佳水平。这种方法还允许使用较低含量的杀菌剂，将形成淋溶层的问题最小化。由于粘结剂体系含有水溶性键，因此，在应用该防污涂料的被浸没的表面，淋溶层保持最低限度。粘结剂体系从有机骨架中的水溶性离子键获得其成膜性能，并且其中不溶性有机部分是足够短以致于易被侵蚀，因此在防污涂料体系中将是有效的成膜树脂。这将确保所述淋溶层在涂料的寿命中保持在最低限度。
技术实现思路
本专利技术人设计了一种粘结剂体系和由其制得的防污涂料组合物，所述防污涂料组合物可根据抛光速率而调节，并使淋溶层保持在最低限度。本专利技术依赖于单官能团有机酸与低分子量的有机多官能团酸的结合，如二聚酸与金属化合物的结合。当应用于船舶时，鉴于所述酸的羧基与所述金属化合物的金属离子之间形成的离子键网络，本专利技术的粘结剂体系形成薄膜。由于这些键都是水溶性的，因此该薄膜是可侵蚀的，且淋溶层保持在最低限度。在防污涂料中使用水可侵蚀粘结剂的方法并不是新的。GB 2257154描述了一种通过金属盐与不饱和脂肪酸和二级脂肪酸的结合形成的脂肪酸盐。该金属脂肪酸盐在空气中固化成交联膜。因此，基于这些简单的脂肪酸盐的成膜树脂的使用方法是已知的。在US5545823中，描述了使用类似的脂肪酸盐与丙烯酸酯聚合物结合的方法。US 5382281公开了基于不饱和脂肪酸的金属脂肪酸盐形成的进一步膜的应用。US 4918147描述了一种由基体树脂、有机酸和一元酸的金属盐形成的含有金属的树脂组合物。在GB 2257154的实施例3中，氢氧化钙用于连接丙烯酸酯低聚物和亚麻油脂肪酸，并且用于形成防污涂料。然而，所述丙烯酸酯低聚物具有高于1400的分子量。本专利技术人惊奇地发现，理想的膜形成层由特定组合的低分子量多官能团酸，如二聚的、三聚的或低聚的脂肪酸或树脂酸，结合单官能团有机酸和金属化合物所提供。因此，从一个方面看，本专利技术提供了一种用于防污组合物的粘结剂，所述粘结剂包含以下混合物(i)至少一种有机单官能团酸或其盐；(ii)至少一种具有分子量小于1000的有机多官能团酸，例如二聚的、三聚的或低聚的脂肪酸或树脂酸；以及(iii)至少一种金属离子。 从另一个方面看，本专利技术提供了一种含有如上文所定义的粘结剂和至少一种生物活性剂的防污涂料。从另一个方面看，本专利技术提供了一种含有如下混合物的防污涂料(i)至少一种有机单官能团酸或其盐；(ii)至少一种具有分子量小于1000，如300至小于1000的有机多官能团酸；(iii)至少一种金属离子；以及至少一种生物活性剂。从另一个进一步的方面看，本专利技术提供了一种保护表面不受污染的方法，所述方法包含用如上文所定义的防污涂料对表面的涂覆。从另一个方面看，本专利技术提供了一种如上文所定义的防污涂料在防止污染中的应用。定义多官能团酸是指一种含有至少两个⑶OH、-SO3H基团或-PO3H基团的酸。优选地，所述酸基团都是同一类型，例如都是COOH基团。二聚酸是指一种由两个连接在一起的酸分子形成的酸，优选为相同的酸分子，但并不是必须的。三聚酸是指一种由三个连接在一起的酸分子形成的酸，优选为相同的酸分子，但并不是必须的。低聚酸，例如低聚脂肪酸或低聚树脂酸，是指一种每个分子含有4-8个酸基团的酸，优选地4-5个酸基团，并且所述低聚酸是由含有酸分子的低聚反应形成的。树脂酸通常是指一种由温带针叶林的树丛中的薄壁细胞周围的树脂管产生的酸。形成树脂酸时，两个和三个碳分子与 异戊二烯结构单元偶联形成单的(易挥发的)、一个半的(易挥发的)、和二萜(不挥发的)结构。树脂酸具有两个官能团，羧基与双键。几乎所有的树脂酸都具有相同的基本骨架具有经验式C19H29COOH或C2tlH3tlO2的3-稠环体系。此处所用的术语脂肪酸是指直链的或支链的、饱和的或不饱和的、只含有C和H(除COOH基团外)的长链(至少8个碳原子)羧酸。本专利技术的粘结剂体系含有至少三种组分，(i)至少一种有机单官能团酸或其盐；(ii)至少一种具有分子量小于1000的有机多官能团酸或其盐，如二聚的、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.04 EP 10164995.21.一种用于防污组合物的粘结剂，所述粘结剂包含以下混合物 (i)至少一种有机单官能团酸或其盐； (ii)至少一种具有分子量为300至小于1000的有机多官能团酸或其盐，例如二聚的、三聚的或低聚的脂肪酸或树脂酸；以及 (iii)至少一种金属化合物。2.如上述任一权利要求所述的粘结剂，其中所述单官能团酸为羧酸或其盐。3.如上述任一权利要求所述的粘结剂，其中所述单官能团酸为脂肪酸或树脂酸或其盐。4.如上述任一权利要求所述的粘结剂，其中所述单官能团酸为支链的脂肪酸或其盐。5.如上述任一权利要求所述的粘结剂，其中所述多官能团酸为二聚的、三聚的或低聚的羧酸或其盐。6.如上述任一权利要求所述的粘结剂，其中所述多官能团酸为二聚的脂肪酸或二聚的树脂酸或其盐。...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·恩斯托姆，亨宁·强生，塞西莉亚·温安德，莫顿·艾科那斯，
申请(专利权)人：佐敦集团，
类型：
国别省市：