网衣防污涂料中增塑剂对附着力的影响

http:/网衣防污涂料中增塑剂对附着力的影响对于水产养殖产业来说，污损生物的附着会堵塞网箱等养殖设施的网孔，妨碍内外水体交换，降低内环境的溶解氧，显著增加载荷和阻力，从而引发漂移、磨损和减少浮力，造成网具损坏和缩短其使用寿命。网箱养殖是广泛采用的集约化养殖方式之一，其箱体规模越来越大，数量越来越多，抗风浪能力也日益增强。然而，污损生物的大量附着是影响网箱养殖业生产效率的重要因素。如何有效防除网衣上的污损生物、提高经济效益是十分重要且迫切需要解决的难题。防污涂料是污损生物防除领域最常用的方法，其操作简单、使用方便，但由于水产养殖设施污损生物防除不同于传统的船舶、浮标和码头，有关配方一方面要关注环保和防污效果，另一方面还需着重关注食品安全和健康方面的问题，故开展网箱防污涂料研究不仅有利于促进海洋水产养殖业健康持续发展，并具有广阔的发展和应用前景[2]。然而，目前普遍使用的多为较经济的聚乙烯类网衣，相比传统的尼龙网衣而言，涂料在其上更易脱落、难于黏附。如何解决防污涂料在网衣上的黏附性并确保其防污剂能有效渗出，是需要首先解决的问题。本文着重探讨了相关涂料配方及其黏附性的问题，以期研制开发适用于聚乙烯类网衣材料的防污涂料配方，为进一步研制开发新型网衣防污涂料奠定基础。1材料与方法1.1仪器设备试验中所用仪器设备主要有A7-1174-1001电子天平、QND-4C4号黏度杯、NDJ-1旋转黏度计、BGD241刮板细度计、BGD750搅拌砂磨分散多用途机、BGD560漆膜柔韧性测试仪等。1.2试剂材料试验中所用试剂材料为增塑剂(邻苯二甲酸二丁酯、氯化石蜡、磷酸三甲酚酯)、树脂(50%丙烯酸酯类树脂、氯化橡胶树脂、氯醚树脂)、松香、人工合成辣素、氧化亚铜、氧化锌、氧化铁红、沉淀硫酸钡、滑石粉、二甲苯、正丁醇、醋酸丁酯，其中二甲苯等溶剂为化学纯，其余均为工业纯。测试所用网衣为聚乙烯类材料。1.3试验涂料基础配方试验所用涂料的基础配方见表1。http:/溶解树脂粉碎松香，用二甲苯将其溶解，制备成70%溶液，备用。另用二甲苯分别配制40%氯化橡胶和40%氯醚树脂。1.4.2涂料配制将定量的树脂投放到分散缸内，开动搅拌，添加增塑剂，使之分散均匀，再添加颜料和填料。搅拌均匀后移入砂磨机研磨，直至细度达60μm。用二甲苯、正丁醇或醋酸丁酯调节涂料黏度(70～90KU)，贮存备用。1.4.3涂装测试将聚乙烯网衣浸泡于上述涂料中，5min后取出置于阴凉处悬挂晾干。24h后再次重新浸泡，于阴凉处悬挂晾干。测试分析和观察分别被上述涂料覆盖后网衣的柔韧性和涂膜黏附状况。2结果与讨论涂料覆盖后网衣的柔韧性和涂膜黏附状况结果见表2。丙烯酸酯类涂料中添加2%～4%的邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂，涂膜表现完好，而且涂料覆盖的网衣柔韧性可达1mm(即具有良好的柔韧性)，然而，7d以后涂膜仍不干;如http:/用氯化石蜡替代邻苯二甲酸二丁酯，覆盖于网衣表面的涂膜24h已实干，但其柔韧性表现出明显下降(柔韧性为3mm)，且出现涂膜开裂、脱落的现象;如果增塑剂为2%～4%的磷酸三甲酚酯，网衣表面的涂膜虽于24h可实干，但柔韧性明显下降(柔韧性为3mm)，另还伴随着涂膜开裂、脱落等现象出现。在氯化橡胶类涂料中，增塑剂邻苯二甲酸二丁酯的添加量为2%～4%时，涂膜覆盖状况良好，柔韧性可达1mm(即柔韧性良好)，但7d以上涂膜仍未干;如果使用2%～4%氯化石蜡作为增塑剂，24h内覆盖于网衣表面的涂膜已实干，但表现出柔韧性明显下降(柔韧性检测为3mm)，且可观察到涂膜局部开裂、脱落等现象;如果增塑剂为2%～4%的磷酸三甲酚酯，网衣表面的涂膜虽可于24h内实干，但柔韧性明显下降(柔韧性检测为3mm)，并伴随着出现涂膜开裂、脱落等现象。在氯醚树脂涂料中，添加的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(用量2%～4%)时，覆盖在网衣表面的涂膜柔韧性可达1mm，但涂膜7d以后仍未表干;增塑剂为2%～4%氯化石蜡时，24h内覆盖于网衣表面的涂膜已实干，且表现出良好的柔韧性(柔韧性检测结果为1mm)和呈现出完好的覆盖状态，未见涂膜脱落现象;以2%～4%的磷酸三甲酚酯作为增塑剂，网衣表面的涂膜也于24h内实干，且柔韧性良好(柔韧性检测为1mm)，涂膜完整，未见开裂、脱落等现象。聚乙烯类网衣可拉伸折叠，因此，覆盖其上的防污涂料必须非常柔软，而且还需具有极好的黏附性能，这样才能避免网衣表面涂膜的开裂、脱落。相对于氯醚树脂类涂料而言，丙烯酸酯类和氯化橡胶类涂料的结构较刚性[3]，不利于在网衣这类材料上附着。基于氯化石蜡和氯化橡胶类涂料中均含有极性基团，故A22配方的涂膜黏附性优于A12配方。另http:/外，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯时，3种涂料均表现出表干困难的现象，则可能与邻苯二甲酸二丁酯的用量过多有关。增塑剂的作用是通过低分子量的熔融液插入大分子链之间增加分子链的移动性而起到柔韧作用[4]，然而，过量的增塑剂会因这种熔融状态放大而导致涂膜表面不干;如果添加增塑剂太少，经过一段时间变化，增塑剂会从涂膜中迁移出来而引发涂膜变脆、开裂和脱落。氯醚树脂涂料中含有大量的异丁基醚，本身具有较好的内增塑性，故不添加增塑剂涂膜也具有足够的柔韧性，不会因增塑剂的迁移而变脆。添加适量的氯化石蜡或磷酸三甲酚酯则可使氯醚树脂涂膜的性能更加优越，一方面是因醚键赋予了涂膜更大的柔韧度，另方面则与其中所含极性基团有关[5-7]。3结语选用邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂，丙烯酸酯、氯化橡胶和氯醚树脂等3种涂料均会产生表干困难的现象;而以氯化石蜡为增塑剂，丙烯酸酯和氯化橡胶等涂料会出现涂膜开裂、脱落的现象(其中氯化橡胶涂膜仅限局部范围)，且柔韧性也差，但氯醚树脂涂料的涂膜实干很快，而且在网衣上附着良好，并具有良好的柔韧性。增塑剂为磷酸三甲酚酯时，3种涂料24h内均可实干，但丙烯酸酯和氯化橡胶涂料还会出现表2涂料覆盖后网衣的柔韧性和涂膜黏附状况Table2FlexibilityofNettingCoveredbyCoatings&AdhesionofCoatingsFilm涂料类型编号增塑剂w/%柔韧性/mm涂膜状态丙烯酸酯类A11邻苯二甲酸二丁酯2～41不干，遮盖力好A12氯化石蜡2～43干，掉漆，遮盖力好A13磷酸三甲酚酯2～43干，掉漆，遮盖力好氯化橡胶类A21邻苯二甲酸二丁酯2～41不干，遮盖力好A22氯化石蜡2～43干，局部掉漆，遮盖力好A23磷酸三甲酚酯2～43干，掉漆，遮盖力好氯醚树脂类A31邻苯二甲酸二丁酯2～41不干，遮盖力好A32氯化石蜡2～41干，附着好，遮盖力好A33磷酸三甲酚酯2～41干，附着好，遮盖力好涂膜破损、脱落等现象，而氯醚树脂涂膜仍表现出良好的柔韧性和附着力。因此，以氯醚树脂为主，在添加适量的氯化石蜡或磷酸三甲酚酯的基础上，配以颜料、填料，再结合新型防污剂的应用，将可研发出柔韧性和黏附效果良好，能满足海洋水产养殖产业发展需要，具有高效安全、健康环保特色，适用于生物污损危害极为严重海区的释放型网衣防污涂料。