[发明专利]一种防水耐候的船体涂料及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于船体涂料及其制备技术领域，具体涉及一种防水耐候的船体涂料及其制备方法。

背景技术

地球上约71%的面积都为海洋，海洋资源十分丰富，但是因为海洋的面积太过广阔，因此需要借助各种船只才能穿梭在海洋中，若船只长时间在海洋中航行而得不到维护时，船体很容易被海水、海洋大气以及海洋生物腐蚀或者附着，影响船只航行的安全性与稳定性。

目前，有一种具有防水、防雪、防冰，并且能够经受气候考验的材料，叫做超疏水材料。制备超疏水材料通常需要满足一下两个关键条件：

（1）材料表面有足够的粗糙度，特别是具有微纳米的双重尺度结构。

（2）表面材料为疏水材料，具有足够低的表面能。

具备以上两个关键条件后，通过纳米无机粉体与聚合物复合的方法，可以有效利用纳米粉体材料的粗糙结构以及聚合物的疏水性质，从而制备超疏水复合材料。

而目前所采用的无机填料和聚合物复合材料的方法来实现超疏水至少存在以下几个典型问题：

（1）为了得到高的疏水性能，需要足够高的无机填料才能保证所需要的表面物理粗糙度。

（2）高含量的无机填料的加入会导致聚合物本身的优良性质降低，比如疏水性达不到要求，因此所用的无机填料一般均需要进行预先的疏水修饰。另外，还会降低聚合物与基地材料的粘结能力。

（3）高含量的无机填料会导致体系的粘度过大，从而不利于涂料的喷涂、滚涂、浸涂、刷涂等方式的施工。

以上三点问题的存在导致高含量无机填料与聚合物超疏水复合涂料的实际应用前景大大下降，在保证超疏水的功能前提下降低无机填料的使用含量才有可能尽量不降低聚合物材料本身的优异性能。

因此，研制出一种防水耐候性能优异的船体涂料是本领域技术人员有待研究的新课题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种防水耐候的船体涂料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种防水耐候的船体涂料，其特征在于：

具体制备方法为：

（1）向预转化反应器中添加基体材料，包括有机硅树脂、增塑剂以及胶粘剂进行聚合，聚合到转化率为有机硅树脂—增塑剂—胶粘剂混合物的相转化起始点的70-95%；

（2）对步骤（1）中形成的混合物进行分离，以生成包含所述步骤（1）中混合物的75-90wt%的第一物流以及包含余量所形成的步骤（1）中混合物的第二物流；

（3）向第二反应器中添加第一物流，进行进一步聚合，引起第一物流的相转化；

（4）将步骤（3）中相转化第一物流以及步骤（2）中得到的第二物流以25-33s^-1的剪切速率在静态混合机中混合，进行第二次相转化，得到有机硅树脂胶体；

（5）将步骤（4）中得到的有机硅树脂胶体添加至溶胶罐中，添加无机粉体以及加工助剂，搅拌均匀得到有机硅树脂与无机粉体的混合流体；

（6）将步骤（5）中得到的混合流体导入挤塑机中挤出，冷却后制作成板材或者粉状物。

首先将有机硅树脂、增塑剂以及胶粘剂加入到预转化反应器中，进行聚合反应。形成有机硅树脂—增塑剂—胶粘剂混合物；添加增塑剂能够提高有机硅树脂的弯曲模量，提升其韧性；添加胶粘剂能够使得有机硅树脂在最后冷却固化时具有足够的强度，并且提高其粘性，使之便于与其他产品进行结合。而有机硅树脂具有卓越的耐潮、防水、耐寒和耐候性，是优秀的超疏水基材。

随后将形成的有机硅树脂—增塑剂—胶粘剂混合物分离为第一物流与第二物流，对第一物流进行相转化，再混合以第二物流进行第二次相转化，形成有机硅树脂胶体。

之后将形成的有机硅树脂胶体放入溶胶罐中，并添加无机粉体与加工助剂，搅拌均匀形成有机硅树脂与无机粉体的混合流体，通过挤塑机挤出、冷却后即可得到船体涂料。

作为优选，步骤（1）中的有机硅树脂、增塑剂以及胶粘剂所占质量百分比分别为：85-90%、5-10%、5-10%。

作为优选，步骤（5）中的无机粉体的组成成分以及各成分所占质量百分比为：TiO₂：45-60%、Al₂O₃：30-40%、SiO₂：5-20%。

使用TiO₂、Al₂O₃、SiO₂作为无机粉体，可以使得成型的船体涂料具有较低的热膨胀系数，并且能够保持有机硅树脂优秀的耐潮、防水、耐寒以及耐候性。