以丙烯酸锌树脂为成膜物质的环保自抛光防污涂料的合成及性能研究

摘要

自2008年国际海事组织（IMO）全面禁止使用有机锡自抛光型防污涂料以来，研发环保型抛光防污涂料便成为了海洋防污涂料研究的热门课题。本文研究了自抛光防污涂料的设计方法、制备工艺、合成路线。涉及防污涂料成膜树脂丙烯酸锌树脂的合成，以及自抛光防污涂料，包括含铜涂料和无铜涂料的制备。分析评价了影响防污涂料成膜树脂丙烯酸锌树脂的各项性能的因素，并开展了防污涂料的各项实验室性能评价及实海防污性能评价。
　　通过两种不同的合成路线合成了多组不同配方的防污涂料成膜丙烯酸锌树脂，第一种方法先采用自由基聚合反应合成大分子丙烯酸聚合物链，再将锌离子接枝在丙烯酸聚合物链上得到丙烯酸锌聚合物；第二种方法先合成带有锌离子链段的小分子单体，再采用自由基聚合反应将带有锌离子的小分子合成丙烯酸锌聚合物。考察了不同的合成配方工艺对树脂基本性能的影响；通过红外吸收光谱、凝胶渗透色谱等表征手段对合成丙烯酸锌树脂进行了表征，考察了其固含量、酸值、粘度等基本表征参数。
　　采用5L反应釜研究实验室扩试实验合成丙烯酸锌树脂，并详细分析评价了扩试实验制备的丙烯酸锌树脂的各项性能参数。结果表明，扩试实验制备得到的丙烯酸锌聚合物在聚合物分子量，聚合物粘度上均有不同程度偏差，扩试实验相比小试实验聚合物粘度的偏差在10％左右，分子量偏差在30%左右。
　　制备了多组自抛光防污涂料，主要包括以Cu2O为主防污剂的含铜自抛光防污涂料，以有机杀虫剂为主防污剂的无铜自抛光防污涂料，检测了防污涂料的多项性能参数。
　　利用所建立的防污涂料抛光率测试装置，对多组自抛光防污涂料进行了抛光率测试。
　　在山东青岛海域及广东湛江海域进行了实海防污涂料挂板实验，检测了多组防污涂料的实海防污性能。结果表明，含铜涂料的Cu2O的重量百分比为40%以上时，涂料具有优异的防污性能，但是Cu2O含量越高，涂料的可施工性能会不同程度下降；而且Cu2O越高，涂料的环境友好性越差，所以Cu2O含量最好控制在40%-45%之间。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 防污背景

1.2 防污涂料的发展历程

1.3 环保自抛光防污涂料的研究进展

1.4 本文的研究意义与研究内容

第2章 丙烯酸锌树脂的合成研究与结果分析

2.1 实验原料器材与仪器

2.2 丙烯酸锌树脂合成研究与结果分析

2.3 新型丙烯酸锌树脂的合成

2.4 丙烯酸锌树脂初步放大合成实验

2.5 丙烯酸锌树脂的分析与表征

2.6 丙烯酸树脂水解速度分析

2.7 丙烯酸锌树脂贮藏粘度稳定性分析

2.8 本章小结

第3章 自抛光防污涂料的制备与性能研究

3.1 自抛光防污涂料的实验材料与设备

3.2 自抛光防污涂料的合成工艺流程

3.3 自抛光防污涂料的配方设计

3.4 涂料性能的实验室初步评价

3.5 含铜丙烯酸锌自抛光防污涂料的制备

3.6 无铜自抛光防污涂料的制备

3.7 自抛光防污涂料的抛光率检测

3.8 自抛光防污涂料的实海挂板检测

3.9 本章小结

结论

参考文献

致谢