□ 黃 立1，嚴(yán) 濤2，吳 民1，曹文浩2，湯治中1，胡煜峰2，謝云濤1，張 慧2

(1.廣州天朗涂料化工有限公司，廣州 510630;2.中國科學(xué)院南海海洋研究所，廣州 510301)

　　摘要:探討了擬用于聚乙烯類網(wǎng)衣材料的9種涂料配方，結(jié)果表明，通過添加適量的氯化石蠟或磷酸三甲酚酯，氯醚樹脂類涂膜表現(xiàn)出良好的柔韌性和附著力。

　　關(guān)鍵詞:網(wǎng)衣;涂料;增塑劑

　　中圖分類號(hào)：TQ630.7+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-2556(2014)04-0063-03

0 前 言

對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)來說，污損生物的附著會(huì)堵 塞網(wǎng)箱等養(yǎng)殖設(shè)施的網(wǎng)孔，妨礙內(nèi)外水體交換，降低 內(nèi)環(huán)境的溶解氧，顯著增加載荷和阻力，從而引發(fā)漂 移、磨損和減少浮力，造成網(wǎng)具損壞和縮短其使用壽 命[1]。

網(wǎng)箱養(yǎng)殖是廣泛采用的集約化養(yǎng)殖方式之一， 其箱體規(guī)模越來越大，數(shù)量越來越多，抗風(fēng)浪能力也 日益增強(qiáng)。然而，污損生物的大量附著是影響網(wǎng)箱養(yǎng) 殖業(yè)生產(chǎn)效率的重要因素。如何有效防除網(wǎng)衣上的 污損生物、提高經(jīng)濟(jì)效益是十分重要且迫切需要解 決的難題。

防污涂料是污損生物防除領(lǐng)域最常用的方法， 其操作簡單、使用方便，但由于水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施污損生物防除不同于傳統(tǒng)的船舶、浮標(biāo)和碼頭，有關(guān)配方一 方面要關(guān)注環(huán)保和防污效果，另一方面還需著重關(guān) 注食品安全和健康方面的問題，故開展網(wǎng)箱防污涂 料研究不僅有利于促進(jìn)海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康持續(xù)發(fā) 展，并具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景[2]。

然而，目前普遍使用的多為較經(jīng)濟(jì)的聚乙烯類 網(wǎng)衣，相比傳統(tǒng)的尼龍網(wǎng)衣而言，涂料在其上更易脫 落、難于黏附。如何解決防污涂料在網(wǎng)衣上的黏附性 并確保其防污劑能有效滲出，是需要首先解決的問 題。本文著重探討了相關(guān)涂料配方及其黏附性的問 題，以期研制開發(fā)適用于聚乙烯類網(wǎng)衣材料的防污 涂料配方，為進(jìn)一步研制開發(fā)新型網(wǎng)衣防污涂料奠 定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

試驗(yàn)中所用儀器設(shè)備主要有A7-1174-1001電 子天平、QND-4C4號(hào)黏度杯、NDJ-1旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)、 BGD241刮板細(xì)度計(jì)、BGD750攪拌砂磨分散多用途 機(jī)、BGD560漆膜柔韌性測試儀等。

1.2 試劑材料

試驗(yàn)中所用試劑材料為增塑劑(鄰苯二甲酸二丁 酯、氯化石蠟、磷酸三甲酚酯)、樹脂(50%丙烯酸酯類 樹脂、氯化橡膠樹脂、氯醚樹脂)、松香、人工合成辣 素、氧化亞銅、氧化鋅、氧化鐵紅、沉淀硫酸鋇、滑石 粉、二甲苯、正丁醇、醋酸丁酯，其中二甲苯等溶劑為 化學(xué)純，其余均為工業(yè)純。測試所用網(wǎng)衣為聚乙烯類 材料。

1.3 試驗(yàn)涂料基礎(chǔ)配方

試驗(yàn)所用涂料的基礎(chǔ)配方見表1。

1.4 制備方法

1.4.1 溶解樹脂

粉碎松香，用二甲苯將其溶解，制備成70%溶液，備用。另用二甲苯分別配制40%氯化橡膠和40%氯醚 樹脂。

1.4.2 涂料配制

將定量的樹脂投放到分散缸內(nèi)，開動(dòng)攪拌，添加 增塑劑，使之分散均勻，再添加顏料和填料。攪拌均 勻后移入砂磨機(jī)研磨，直至細(xì)度達(dá)60 μm。用二甲苯、 正丁醇或醋酸丁酯調(diào)節(jié)涂料黏度(70～90 KU)，貯存 備用。

1.4.3 涂裝測試

將聚乙烯網(wǎng)衣浸泡于上述涂料中，5 min后取出 置于陰涼處懸掛晾干。24 h后再次重新浸泡，于陰涼 處懸掛晾干。測試分析和觀察分別被上述涂料覆蓋 后網(wǎng)衣的柔韌性和涂膜黏附狀況。

2 結(jié)果與討論

涂料覆蓋后網(wǎng)衣的柔韌性和涂膜黏附狀況結(jié)果 見表2。

丙烯酸酯類涂料中添加2%～4%的鄰苯二甲酸 二丁酯作為增塑劑，涂膜表現(xiàn)完好，而且涂料覆蓋的 網(wǎng)衣柔韌性可達(dá)1 mm(即具有良好的柔韌性)，然而， 7 d以后涂膜仍不干；如用氯化石蠟替代鄰苯二甲酸 二丁酯，覆蓋于網(wǎng)衣表面的涂膜24 h已實(shí)干，但其柔 韌性表現(xiàn)出明顯下降(柔韌性為3 mm)，且出現(xiàn)涂膜 開裂、脫落的現(xiàn)象；如果增塑劑為2%～4%的磷酸三 甲酚酯，網(wǎng)衣表面的涂膜雖于24 h可實(shí)干，但柔韌性 明顯下降(柔韌性為3 mm)，另還伴隨著涂膜開裂、脫 落等現(xiàn)象出現(xiàn)。

在氯化橡膠類涂料中，增塑劑鄰苯二甲酸二丁 酯的添加量為2%～4%時(shí)，涂膜覆蓋狀況良好，柔韌 性可達(dá)1 mm(即柔韌性良好)，但7 d以上涂膜仍未干； 如果使用2%～4%氯化石蠟作為增塑劑，24 h內(nèi)覆蓋 于網(wǎng)衣表面的涂膜已實(shí)干，但表現(xiàn)出柔韌性明顯下 降(柔韌性檢測為3 mm)，且可觀察到涂膜局部開裂、 脫落等現(xiàn)象；如果增塑劑為2%～4%的磷酸三甲酚 酯，網(wǎng)衣表面的涂膜雖可于24 h內(nèi)實(shí)干，但柔韌性明 顯下降(柔韌性檢測為3 mm)，并伴隨著出現(xiàn)涂膜開 裂、脫落等現(xiàn)象。

在氯醚樹脂涂料中，添加的增塑劑為鄰苯二甲 酸二丁酯(用量2%～4%)時(shí)，覆蓋在網(wǎng)衣表面的涂膜 柔韌性可達(dá)1 mm，但涂膜7 d以后仍未表干；增塑劑 為2%～4%氯化石蠟時(shí)，24 h內(nèi)覆蓋于網(wǎng)衣表面的涂 膜已實(shí)干，且表現(xiàn)出良好的柔韌性(柔韌性檢測結(jié)果 為1 mm)和呈現(xiàn)出完好的覆蓋狀態(tài)，未見涂膜脫落現(xiàn) 象；以2%～4%的磷酸三甲酚酯作為增塑劑，網(wǎng)衣表 面的涂膜也于24 h內(nèi)實(shí)干，且柔韌性良好(柔韌性檢 測為1 mm)，涂膜完整，未見開裂、脫落等現(xiàn)象。

聚乙烯類網(wǎng)衣可拉伸折疊，因此，覆蓋其上的防 污涂料必須非常柔軟，而且還需具有極好的黏附性 能，這樣才能避免網(wǎng)衣表面涂膜的開裂、脫落。相對(duì) 于氯醚樹脂類涂料而言，丙烯酸酯類和氯化橡膠類 涂料的結(jié)構(gòu)較剛性[3]，不利于在網(wǎng)衣這類材料上附 著。基于氯化石蠟和氯化橡膠類涂料中均含有極性 基團(tuán)，故A22配方的涂膜黏附性優(yōu)于A12配方。另外， 增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯時(shí)，3種涂料均表現(xiàn)出表 干困難的現(xiàn)象，則可能與鄰苯二甲酸二丁酯的用量 過多有關(guān)。

增塑劑的作用是通過低分子量的熔融液插入大 分子鏈之間增加分子鏈的移動(dòng)性而起到柔韌作用[4]， 然而，過量的增塑劑會(huì)因這種熔融狀態(tài)放大而導(dǎo)致涂 膜表面不干；如果添加增塑劑太少，經(jīng)過一段時(shí)間變 化，增塑劑會(huì)從涂膜中遷移出來而引發(fā)涂膜變脆、開 裂和脫落。氯醚樹脂涂料中含有大量的異丁基醚，本 身具有較好的內(nèi)增塑性，故不添加增塑劑涂膜也具有 足夠的柔韌性，不會(huì)因增塑劑的遷移而變脆。添加適 量的氯化石蠟或磷酸三甲酚酯則可使氯醚樹脂涂膜 的性能更加優(yōu)越，一方面是因醚鍵賦予了涂膜更大的 柔韌度，另方面則與其中所含極性基團(tuán)有關(guān)[5-7]。

3 結(jié) 語

選用鄰苯二甲酸二丁酯為增塑劑，丙烯酸酯、氯 化橡膠和氯醚樹脂等3種涂料均會(huì)產(chǎn)生表干困難的 現(xiàn)象；而以氯化石蠟為增塑劑，丙烯酸酯和氯化橡膠 等涂料會(huì)出現(xiàn)涂膜開裂、脫落的現(xiàn)象(其中氯化橡膠 涂膜僅限局部范圍)，且柔韌性也差，但氯醚樹脂涂料 的涂膜實(shí)干很快，而且在網(wǎng)衣上附著良好，并具有良 好的柔韌性。增塑劑為磷酸三甲酚酯時(shí)，3種涂料24 h 內(nèi)均可實(shí)干，但丙烯酸酯和氯化橡膠涂料還會(huì)出現(xiàn) 表2 涂料覆蓋后網(wǎng)衣的柔韌性和涂膜黏附狀況 Table 2 Flexibility of Netting Covered by Coatings & Adhesion of Coatings Film 涂料類型編號(hào)增塑劑w/% 柔韌性/mm 涂膜狀態(tài) 丙烯酸酯類 A11 鄰苯二甲酸二丁酯2～4 1 不干，遮蓋力好 A12 氯化石蠟2～4 3 干，掉漆，遮蓋力好 A13 磷酸三甲酚酯2～4 3 干，掉漆，遮蓋力好 氯化橡膠類 A21 鄰苯二甲酸二丁酯2～4 1 不干，遮蓋力好 A22 氯化石蠟2～4 3 干，局部掉漆，遮蓋力好 A23 磷酸三甲酚酯2～4 3 干，掉漆，遮蓋力好 氯醚樹脂類 A31 鄰苯二甲酸二丁酯2～4 1 不干，遮蓋力好 A32 氯化石蠟2～4 1 干，附著好，遮蓋力好 A33 磷酸三甲酚酯2～4 1 干，附著好，遮蓋力好 涂膜破損、脫落等現(xiàn)象，而氯醚樹脂涂膜仍表現(xiàn)出良 好的柔韌性和附著力。因此，以氯醚樹脂為主，在添 加適量的氯化石蠟或磷酸三甲酚酯的基礎(chǔ)上，配以 顏料、填料，再結(jié)合新型防污劑的應(yīng)用，將可研發(fā)出 柔韌性和黏附效果良好，能滿足海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè) 發(fā)展需要，具有高效安全、健康環(huán)保特色，適用于生 物污損危害極為嚴(yán)重海區(qū)的釋放型網(wǎng)衣防污涂料。

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收稿日期 2013-12-23