一种水性自抛光防污涂料及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种水性自抛光防污涂料及其制备方法和应用，属于海洋防污涂料技术领域。本发明提供水性自抛光防污涂料，按质量份数计，包括以下组分：水性自抛光乳液30～60份，水性浆料30～70份，水性流平剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.2～1份，成膜助剂0.5～1份，水10～20份。本发明提供的水性自抛光防污涂料VOC含量超低(小于20g/L)，环境友好，其形成的漆膜力学性能好，自抛光速率稳定，且具有优异的耐水浸泡性和防污性能。

权利要求

1.一种水性自抛光防污涂料，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：水性自抛光乳液30～60份，水性浆料30～70份，水性流平剂0.1～0.5份，水性消泡剂

0.2～1份，成膜助剂0.5～1份，水10～20份；

其中，所述水性自抛光乳液包括如下质量百分含量的制备原料：丙烯酸硅酯类单体5～30％，乙烯基不饱和单体10～40％，丙烯酸0.2～2％，松香5～

20％，引发剂0.1～1％，乳化剂0.5～3％，碳酸氢钠0.01～0.1％，pH调节剂0.1～1％，余量为水；

所述丙烯酸硅酯类单体选自三异丙基甲基丙烯酸硅酯和/或三异丙基丙烯酸硅酯；

所述乙烯基不饱和单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯和乙烯基吡啶中的至少一种；

所述水性浆料的制备原料包括防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水，所述防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水的质量比为(40～

60)：(5～10)：(3～4)：(0.5～1)：(0.5～1)：(30～40)；所述水性浆料的细度≤50μm；

所述水性自抛光乳液的pH值为6～8，所述水性自抛光乳液中乳胶粒子的平均粒径为

150～200nm；所述水性自抛光乳液的制备方法包括以下步骤：将丙烯酸硅酯类单体、乙烯基不饱和单体、丙烯酸、松香、乳化剂与第一部分水混合，得到A组分；

将引发剂与第二部分水混合，得到B组分；

将碳酸氢钠、剩余水、部分A组分和部分B组分混合，将所得第一反应液进行第一乳液聚合反应，得到种子乳液；

将剩余A组分和剩余B组分滴加到所述种子乳液中，得到第二反应液，进行第二乳液聚合反应，之后向所得体系中加入pH调节剂，得到水性自抛光乳液。

2.根据权利要求1所述的水性自抛光防污涂料，其特征在于，所述防污剂包括主防污剂与辅助防污剂，所述主防污剂为氧化亚铜和/或铜粉，所述辅助防污剂为吡啶硫酮铜、吡啶硫酮锌、4,5‑二氯‑2‑正辛基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、敌草隆和代森锌中的一种或几种；

所述颜填料包括自氧化铁红、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、云母粉、石英粉和滑石粉中的一种或几种；

所述增稠剂包括增稠剂DeuRheo WT‑05A和羟乙基纤维素；

所述水性润湿分散剂包括水性润湿分散剂AC 8892、BYK156和BYK152中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的水性自抛光防污涂料，其特征在于，所述水性浆料的制备方法，包括以下步骤：

将防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水混合后进行球磨，得到水性浆料。

4.根据权利要求1所述的水性自抛光防污涂料，其特征在于，所述水性流平剂包括水性流平剂WCT 2490、BYK375和DC57中的至少一种；

所述水性消泡剂包括水性消泡剂DA PRO AP7010、BYK025和DC65中的至少一种；

所述成膜助剂包括乙二醇乙醚和/或乙二醇丁醚。

5.权利要求1～4任一项所述水性自抛光防污涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将水性自抛光乳液、水性浆料、水性流平剂、水性消泡剂、成膜助剂和水混合，得到水性自抛光防污涂料。

6.权利要求1～4任一项所述水性自抛光防污涂料或权利要求5所述制备方法制备得到的水性自抛光防污涂料作为海洋防污涂料的应用。

说明书

一种水性自抛光防污涂料及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及海洋防污涂料技术领域，尤其涉及一种水性自抛光防污涂料及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 人类在开发海洋进程中，一直面临着防除海洋污损生物附着的问题。在众多防污技术中，使用防污涂料是最经济有效的手段。但是现在普遍应用的溶剂型防污涂料在涂装
过程中会释放出大量有机溶剂，影响操作人员的身体健康，同时污染环境。因此，环保水性
自抛光防污涂料的开发迫在眉睫。

[0003] 目前成熟的水性自抛光防污涂料非常稀少，且多应用于网箱养殖，以水性树脂为成膜物，防污期效很短。其中，一部分水性自抛光防污涂料以水性乳液为基料，虽然有机挥
发性气体(VOC)含量较低，但是不具备自抛光性能。另外一些水性自抛光防污涂料以水溶性
自抛光树脂为基料，这类树脂往往通过主链中的丙烯酸与胺类化合物反应成盐，提高水溶
性，树脂中仍存在较多有机溶剂，VOC含量仍较高，是一种假水性自抛光防污涂料。同时由于
丙烯酸铵盐的存在，漆膜的耐水性较差，不适合长期浸泡使用。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种水性自抛光防污涂料及其制备方法和应用，本发明提供的水性自抛光防污涂料VOC含量超低(小于20g/L)，环境友好，其形成的漆膜力学性能好，
自抛光速率稳定，且具有优异的耐水浸泡性和防污性能。

[0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

[0006] 本发明提供了一种水性自抛光防污涂料，按质量份数计，包括以下组分：

[0007] 水性自抛光乳液30～60份，水性浆料30～70份，水性流平剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.2～1份，成膜助剂0.5～1份，水10～20份；

[0008] 其中，所述水性自抛光乳液包括如下质量百分含量的制备原料：

[0009] 丙烯酸硅酯类单体5～30％，乙烯基不饱和单体10～40％，丙烯酸0.2～2％，松香5～20％，引发剂0.1～1％，乳化剂0.5～3％，碳酸氢钠0.01～0.1％，pH调节剂0.1～1％，余
量为水；

[0010] 所述水性浆料的制备原料包括防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水，所述防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水的质量比为(40
～60)：(5～10)：(3～4)：(0.5～1)：(0.5～1)：(30～40)。

[0011] 优选地，所述丙烯酸硅酯类单体包括三异丙基甲基丙烯酸硅酯和/或三异丙基丙烯酸硅酯；

[0012] 所述乙烯基不饱和单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯和乙烯基吡啶中的至少一种。

[0013] 优选地，所述水性自抛光乳液的pH值为6～8；

[0014] 所述水性自抛光乳液中乳胶粒子的平均粒径为150～200nm。

[0015] 优选地，所述水性自抛光乳液的制备方法包括以下步骤：

[0016] 将丙烯酸硅酯类单体、乙烯基不饱和单体、丙烯酸、松香、乳化剂与第一部分水混合，得到A组分；

[0017] 将引发剂与第二部分水混合，得到B组分；

[0018] 将碳酸氢钠、剩余水、部分A组分和部分B组分混合，将所得第一反应液进行第一乳液聚合反应，得到种子乳液；

[0019] 将剩余A组分和剩余B组分滴加到所述种子乳液中，得到第二反应液，进行第二乳液聚合反应，之后向所得体系中加入pH调节剂，得到水性自抛光乳液。

[0020] 优选地，所述水性浆料的细度≤50μm。

[0021] 优选地，所述防污剂包括主防污剂与辅助防污剂，所述主防污剂为氧化亚铜和/或铜粉，所述辅助防污剂为吡啶硫酮铜、吡啶硫酮锌、4,5‑二氯‑2‑正辛基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、
敌草隆和代森锌中的一种或几种；

[0022] 所述颜填料包括自氧化铁红、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、云母粉、石英粉和滑石粉中的一种或几种；

[0023] 所述增稠剂包括增稠剂DeuRheo WT‑05A和羟乙基纤维素；

[0024] 所述水性润湿分散剂包括水性润湿分散剂AC 8892、BYK156和BYK152中的一种或几种。

[0025] 优选地，所述水性浆料的制备方法，包括以下步骤：

[0026] 将防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水混合后进行球磨，得到水性浆料。

[0027] 优选地，所述水性流平剂包括水性流平剂WCT 2490、BYK375和DC57中的至少一种；

[0028] 所述水性消泡剂包括水性消泡剂DAPROAP7010、BYK025和DC65中的至少一种；

[0029] 所述成膜助剂包括乙二醇乙醚和/或乙二醇丁醚。

[0030] 本发明提供了上述技术方案所述水性自抛光防污涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0031] 将水性自抛光乳液、水性浆料、水性流平剂、水性消泡剂、成膜助剂和水混合，得到水性自抛光防污涂料。

[0032] 本发明提供了上述技术方案所述水性自抛光防污涂料或上述技术方案所述制备方法制备得到的水性自抛光防污涂料作为海洋防污涂料的应用。

[0033] 本发明提供了一种水性自抛光防污涂料，按质量份数计，包括以下组分：水性自抛光乳液30～60份，水性浆料30～70份，水性流平剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.2～1份，成膜
助剂0.5～1份，水10～20份；其中，所述水性自抛光乳液包括如下质量百分含量的制备原
料：丙烯酸硅酯类单体5～30％，乙烯基不饱和单体10～40％，丙烯酸0.2～2％，松香5～
20％，引发剂0.1～1％，乳化剂0.5～3％，碳酸氢钠0.01～0.1％，pH调节剂0.1～1％，余量
为水；所述水性浆料的制备原料包括防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂
和水，所述防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水的质量比为(40～
60)：(5～10)：(3～4)：(0.5～1)：(0.5～1)：(30～40)。

[0034] 本发明提供的水性自抛光防污涂料形成漆膜后，其表面的丙烯酸硅酯在海水中发生水解，进而在海水剪切作用下剥离，实现表面自抛光，表现出良好的自我更新能力。同时，
本发明提供的水性自抛光防污涂料中，在各组分协同作用下，松香会以乳滴胶束形式存在，
水性自抛光防污涂料成膜过程中其能够均匀分布于漆膜中，可以在碱性海水中缓慢溶解，
形成微通道，有利于防污剂的渗出，防污性能优异。同时，本发明提供的水性自抛光防污涂
料VOC含量超低(小于20g/L)，也不含TBT等毒剂，对环境友好，成膜性好，且具有优异的耐水
浸泡性。实施例的结果显示，本发明提供的水性自抛光防污涂料成膜后漆膜附着力可达1
级，柔韧性可达1mm，抗冲击性大于50kg·cm，在人工海水中浸泡30天无起泡脱落，且漆膜自
抛光速率稳定，平均抛光速率约为0.26～0.35μm/天；浅海静态挂板180天后，漆膜表面依旧
洁净，表现出极佳的抗生物污损特性。

附图说明

[0035] 图1为实施例1中水性自抛光乳液的表观图；

[0036] 图2为实施例1中水性自抛光乳液中乳胶粒子的平均粒径分布图；

[0037] 图3为实施例1中水性自抛光乳液的SEM图；

[0038] 图4为涂覆实施例1中水性自抛光防污涂料的样板与空白载玻片表面杜氏藻的荧光图；

[0039] 图5为涂覆实施例1中水性自抛光防污涂料的环氧样板与环氧空白样板在浅海静态挂板实验的结果图。

具体实施方式

[0040] 本发明提供了一种水性自抛光防污涂料，按质量份数计，包括以下组分：

[0041] 水性自抛光乳液30～60份，水性浆料30～70份，水性流平剂0.1～0.5份，水性消泡剂0.2～1份，成膜助剂0.5～1份，水10～20份；

[0042] 其中，所述水性自抛光乳液包括如下质量百分含量的制备原料：

[0043] 丙烯酸硅酯类单体5～30％，乙烯基不饱和单体10～40％，丙烯酸0.2～2％，松香5～20％，引发剂0.1～1％，乳化剂0.5～3％，碳酸氢钠0.01～0.1％，pH调节剂0.1～1％，余
量为水；

[0044] 所述水性浆料的制备原料包括防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水，所述防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水的质量比为(40
～60)：(5～10)：(3～4)：(0.5～1)：(0.5～1)：(30～40)。

[0045] 本发明提供的水性自抛光防污涂料以水性自抛光乳液和水性浆料为主体制备原料，现首先对水性自抛光乳液和水性浆料进行下述说明。

[0046] 在本发明中，所述水性自抛光乳液包括如下质量百分含量的制备原料：

[0047] 丙烯酸硅酯类单体5～30％，乙烯基不饱和单体10～40％，丙烯酸0.2～2％，松香5～20％，引发剂0.1～1％，乳化剂0.5～3％，碳酸氢钠0.01～0.1％，pH调节剂0.1～1％，余
量为水。

[0048] 在本发明中，按质量百分含量计，所述水性自抛光乳液的制备原料包括丙烯酸硅酯类单体5～30％，优选为8～18％。在本发明中，所述丙烯酸硅酯类单体优选包括三异丙基
甲基丙烯酸硅酯和/或三异丙基丙烯酸硅酯。在本发明中，所述水性自抛光乳液作为水性自
抛光防污涂料的成膜物质，水性自抛光防污涂料形成漆膜后，其表面的丙烯酸硅酯在海水
中发生水解，进而在海水剪切作用下剥离，实现表面自抛光，表现出良好的自我更新能力。

[0049] 在本发明中，按质量百分含量计，所述水性自抛光乳液的制备原料包括乙烯基不饱和单体10～40％，优选为20～30％。在本发明中，所述乙烯基不饱和单体优选包括甲基丙
烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯和乙烯基
吡啶中的至少一种，更优选为下列混合物中的一种：

[0050] 丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的混合物，所述混合物中丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的质量比优选为(25～35):(45～55)：(15～18)，更优选为(28～30)：
(47～50)：(16～17)；

[0051] 丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和乙烯基吡啶的混合物，所述混合物中丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和乙烯基吡啶的质量
比优选为(13～17)：(8～12)：(48～55)：(13～17)：(4～6)，更优选为15：10：51.5：15：5。

[0052] 在本发明中，所述乙烯基不饱和单体能够调节水性自抛光乳液的玻璃化温度，进而有利于提高水性自抛光防污涂料的理化性能。

[0053] 在本发明中，按质量百分含量计，所述水性自抛光乳液的制备原料包括丙烯酸0.2～2％，优选为0.3～1％。在本发明中，所述丙烯酸能够改善水性自抛光乳液中乳胶粒子的
亲水性，有利于提高水性自抛光乳液的分散稳定性，进而有利于保证水性自抛光防污涂料
具有较好的稳定性。

[0054] 在本发明中，按质量百分含量计，所述水性自抛光乳液的制备原料包括松香5～20％，优选为10～15％。本发明提供的水性自抛光乳液中，在各组分协同作用下，松香会以
乳滴胶束形式存在，水性自抛光防污涂料成膜过程中其能够均匀分布于漆膜中，可以在碱
性海水中缓慢溶解，形成微通道，有利于防污剂的渗出。

[0055] 在本发明中，按质量百分含量计，所述水性自抛光乳液的制备原料包括引发剂0.1～1％，优选为0.2～0.5％。在本发明中，所述引发剂优选包括过硫酸盐类引发剂，更优选包
括过硫酸铵或过硫酸钾。

[0056] 在本发明中，按质量百分含量计，所述水性自抛光乳液的制备原料包括乳化剂0.5～3％，优选为0.8～1.6％。在本发明中，所述乳化剂优选包括阴离子乳化剂、阳离子乳化剂
和非离子乳化剂中的至少一种；所述阴离子乳化剂优选包括十二烷基磺酸钠和/或十二烷
基苯磺酸钠，所述阳离子乳化剂优选包括十二烷基氯化铵和/或十六烷基三甲基溴化铵，所
述非离子乳化剂优选包括乳化剂OP‑10、乳化剂OP‑15和乳化剂T‑20中的至少一种。在本发
明中，所述乳化剂能够降低水的表面张力，乳化单体，有利于提高水性自抛光防污涂料的贮
存稳定性。

[0057] 在本发明中，按质量百分含量计，所述水性自抛光乳液的制备原料包括碳酸氢钠0.01～0.1％，优选为0.04～0.06％。在本发明中，所述碳酸氢钠能够调节并缓冲水性自抛
光乳液的pH值，有利于维持水性自抛光乳液的稳定性，进而保证水性自抛光防污涂料具有
较好的稳定性。

[0058] 在本发明中，按质量百分含量计，所述水性自抛光乳液的制备原料包括pH调节剂0.1～1％，优选为0.2～0.4％。在本发明中，所述pH调节剂优选包括氨水，所述氨水的质量
浓度优选为25～28％。本发明利用pH调节剂调节水性自抛光乳液的pH值，同时配合碳酸氢
钠对pH值的调节缓冲作用，有利于保证水性自抛光乳液具有优异的稳定性，进而有利于提
高水性自抛光防污涂料的稳定性。

[0059] 在本发明中，按质量百分含量计，所述自抛光乳液的制备原料包括余量的水，所述水优选为去离子水。

[0060] 在本发明中，所述水性自抛光乳液的pH值优选为6～8；所述水性自抛光乳液中乳胶粒子的平均粒径优选为150～200nm；所述水性自抛光乳液的固含量优选为47.5～
48.5wt％(GB1725‑2007)。

[0061] 在本发明中，所述水性自抛光乳液的制备方法，优选包括以下步骤：

[0062] 将丙烯酸硅酯类单体、乙烯基不饱和单体、丙烯酸、松香、乳化剂与第一部分水混合，得到A组分；

[0063] 将引发剂与第二部分水混合，得到B组分；

[0064] 将碳酸氢钠、剩余水、部分A组分和部分B组分混合，将所得第一反应液进行第一乳液聚合反应，得到种子乳液；

[0065] 将剩余A组分和剩余B组分滴加到所述种子乳液中，得到第二反应液，进行第二乳液聚合反应，之后向所得体系中加入pH调节剂，得到水性自抛光乳液。

[0066] 本发明将丙烯酸硅酯类单体、乙烯基不饱和单体、丙烯酸、松香、乳化剂与第一部分水混合，得到A组分。在本发明中，所述第一部分水优选占水总质量的73～78％，更优选为
75％。在本发明中，所述丙烯酸硅酯类单体、乙烯基不饱和单体、丙烯酸、松香、乳化剂与第
一部分水混合，优选是将丙烯酸硅酯类单体、乙烯基不饱和单体和丙烯酸搅拌混合均匀，然
后加入松香搅拌溶解至溶液透明，最后加入乳化剂与第一部分水，在30～40℃条件下搅拌
混合30～60min，得到A组分。

[0067] 本发明将引发剂与第二部分水混合，得到B组分。在本发明中，所述第二部分水优选占水总质量的13～17％，更优选为15％。本发明对于所述引发剂与第二部分水混合没有
特殊的限定，能够将二者充分混合即可。

[0068] 得到A组分和B组分后，本发明将碳酸氢钠、剩余水、部分A组分和部分B组分混合，将所得第一反应液进行第一乳液聚合反应，得到种子乳液。在本发明中，所述部分A组分优
选占A组分总质量的25～35％，更优选为30％；所述部分B组分优选占B组分总质量的12～
17％，更优选为15％。在本发明中，所述碳酸氢钠、剩余水、部分A组分和部分B组分混合，优
选是将碳酸氢钠、剩余水和部分A组分混合，在30～40℃条件下搅拌混合25～35min，再加入
部分B组分。

[0069] 在本发明中，所述第一乳液聚合反应优选为：所述第一反应液在搅拌、80～81℃条件下反应70～120min；具体的，在第一乳液聚合反应过程中，在搅拌、80～81℃条件下反应
40～60min时，体系会变蓝，之后继续在搅拌、80～81℃条件下反应30～60min。

[0070] 得到种子乳液后，本发明将剩余A组分和剩余B组分滴加到所述种子乳液中，得到第二反应液，进行第二乳液聚合反应，之后向所得体系中加入pH调节剂，得到水性自抛光乳
液。在本发明中，将剩余A组分和剩余B组分滴加到所述种子乳液中，优选是维持加热温度为
80～81℃，向种子乳液中滴加剩余的A组分，2h内滴加完毕，期间分批次不断补加剩余的B组
分。

[0071] 在本发明中，所述第二乳液聚合反应优选为：所述第二反应液在80～81℃条件下反应50～70min，之后在87～89℃条件下反应50～70min。

[0072] 完成所述第二乳液聚合反应后，本发明优选将所得体系降温至50～55℃，然后向体系中滴加pH调节剂，调节体系的pH值在6～8范围内，得到水性自抛光乳液。

[0073] 本发明提供的水性自抛光乳液完全是水性的，不含VOC，也不含TBT等毒剂，水性自抛光乳液中乳胶粒子的粒径均一，稳定性优异，且成膜性好，具有优异的耐水浸泡性，对环
境友好，制备方法简单，且施工方便，适合工业化生产及应用。

[0074] 在本发明中，所述水性浆料的制备原料包括防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水，所述防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水的质
量比为(40～60)：(5～10)：(3～4)：(0.5～1)：(0.5～1)：(30～40)，优选为(45～55)：(6～
9)：(3.3～3.8)：(0.6～0.8)：(0.6～0.9)：(33～37)；所述水性浆料的固含量优选为60～
65wt％(GB1725‑2007)；所述水性浆料的细度优选≤50μm。

[0075] 在本发明中，所述防污剂优选包括主防污剂与辅助防污剂，主防污剂与辅助防污剂的质量比优选为(5～7)：1，更优选为6：1；所述主防污剂优选为氧化亚铜和/或铜粉，更优
选为氧化亚铜或铜粉；所述辅助防污剂优选为吡啶硫酮铜、吡啶硫酮锌、4,5‑二氯‑2‑正辛
基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、敌草隆和代森锌中的一种或几种，更优选为吡啶硫酮铜、吡啶硫酮
锌、4,5‑二氯‑2‑正辛基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、敌草隆和代森锌中的至少两种，如可以为敌草
隆和代森锌的混合物，也可以为吡啶硫酮铜和4,5‑二氯‑2‑正辛基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮的混
合物；当辅助防污剂为两种以上组分的混合物时，本发明对各组分配比不作特殊限定。在本
发明中，所述防污剂能够从漆膜中逐渐释放，驱除黏附于漆膜表面的污损生物，有利于提升
涂料的防污期效。

[0076] 在本发明中，所述颜填料优选包括自氧化铁红、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、云母粉、石英粉和滑石粉中的一种或几种，更优选为自氧化铁红、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、云母粉、
石英粉和滑石粉中的至少三种，如可以为氧化铁红、氧化锌和硫酸钡的混合物，也可以为氧
化铁红、氧化锌和滑石粉的混合物；当颜填料为三种以上组分的混合物时，本发明对各组分
配比不作特殊限定。在本发明中，所述颜填料能够增加涂料体积，调节哑光度，并且有利于
降低成本。

[0077] 在本发明中，所述增稠剂优选包括增稠剂DeuRheo WT‑05A和羟乙基纤维素，所述增稠剂DeuRheo WT‑05A和羟乙基纤维素的质量比优选为(18～22)：1，更优选为20：1。在本
发明中，所述增稠剂能够增加涂料的黏度，防止施工时出现流挂，有利于改善涂料的涂装性
能。

[0078] 在本发明中，所述水性润湿分散剂优选包括水性润湿分散剂AC 8892、BYK156和BYK152中的一种或几种，更优选为水性润湿分散剂AC 8892、BYK156或BYK152。在本发明中，
所述水性润湿分散剂能够改善防污剂、颜填料与乳液的界面作用，有利于提高防污剂和颜
填料在涂料中的分散稳定性。

[0079] 本发明对制备水性浆料所用的水没有特殊的限定，优选采用去离子水。

[0080] 在本发明中，所述水性浆料的制备方法，优选包括以下步骤：

[0081] 将防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水混合后进行球磨，得到水性浆料。

[0082] 在本发明中，所述防污剂、颜填料、有机膨润土、增稠剂、水性润湿分散剂和水混合优选是将增稠剂、水性润湿分散剂和水在300～400r/min条件下搅拌混合10～20min，然后
依次加入防污剂、颜填料和有机膨润土，在800～1000r/min条件下搅拌分散25～35min。本
发明对于所述球磨没有特殊的限定，能够保证最终所得水性浆料的细度≤50μm即可。

[0083] 本发明以水性自抛光乳液和水性浆料作为主体制备原料，配以水性流平剂、水性消泡剂、成膜助剂和水，得到的水性自抛光防污涂料VOC含量超低(小于20g/L)，也不含TBT
等毒剂，对环境友好，且具有优异的耐水浸泡性。现对本发明提供的水性自抛光防污涂料进
行下述说明。

[0084] 按质量份数计，本发明提供的水性自抛光防污涂料包括水性自抛光乳液30～60份，优选为35～55份，更优选为40～50份。

[0085] 以所述水性自抛光乳液的质量份数为基准，本发明提供的水性自抛光防污涂料包括水性浆料30～70份，优选为35～60份，更优选为40～50份。

[0086] 以所述水性自抛光乳液的质量份数为基准，本发明提供的水性自抛光防污涂料包括水性流平剂0.1～0.5份，优选为0.2～0.4份，更优选为0.2～0.3份。在本发明中，所述水
性流平剂优选包括水性流平剂WCT 2490、BYK375和DC57中的至少一种，更优选为水性流平
剂WCT 2490、BYK375或DC57。在本发明中，所述水性流平剂能够防止漆膜出现缩孔，有利于
改善漆膜的流平性能。

[0087] 以所述水性自抛光乳液的质量份数为基准，本发明提供的水性自抛光防污涂料包括水性消泡剂0.2～1份，优选为0.3～0.7份，更优选为0.5～0.6份。在本发明中，所述水性
消泡剂优选包括水性消泡剂DAPROAP7010、BYK025和DC65中的至少一种，更优选为水性消泡
剂DAPROAP7010、BYK025或DC65。在本发明中，所述水性消泡剂能够消除涂料中的气泡，有利
于改善漆膜表观并改善涂料的施工性能。

[0088] 以所述水性自抛光乳液的质量份数为基准，本发明提供的水性自抛光防污涂料包括成膜助剂0.5～1份，优选为0.6～0.9份，更优选为0.7～0.8份。在本发明中，所述成膜助
剂优选包括乙二醇乙醚和/或乙二醇丁醚，更优选为乙二醇乙醚或乙二醇丁醚。在本发明
中，所述成膜助剂能够提高涂料的成膜性，有利于低温施工。

[0089] 以所述水性自抛光乳液的质量份数为基准，本发明提供的水性自抛光防污涂料包括水10～20份，优选为13～18份，更优选为15～17份。本发明对于所述水的种类没有特殊的
限定，优选采用去离子水。

[0090] 在本发明中，所述水性自抛光防污涂料的固含量优选为45～48wt％(GB1725‑2007)。

[0091] 本发明提供了上述技术方案所述水性自抛光防污涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0092] 将水性自抛光乳液、水性浆料、水性流平剂、水性消泡剂、成膜助剂和水混合，得到水性自抛光防污涂料。

[0093] 在本发明中，所述水性自抛光乳液、水性浆料、水性流平剂、水性消泡剂、成膜助剂和水混合优选是将水性自抛光乳液、水性浆料、成膜助剂和水在250～300r/min条件下搅拌
分散25～35min，然后在150～200r/min条件下，向所得混合物料中缓慢加入水性流平剂和
水性消泡剂，加入完毕后继续搅拌分散25～35min；本发明对于所述水性流平剂和水性消泡
剂的加入速率没有特殊的限定，采用本领域常规操作即可。上述混合过程完成后，本发明优
选将所得体系过滤，得到水性自抛光防污涂料。本发明对于所述过滤没有特殊的限定，采用
本领域技术人员熟知的过滤方式即可。

[0094] 本发明提供了上述技术方案所述水性自抛光防污涂料或上述技术方案所述制备方法制备得到的水性自抛光防污涂料作为海洋防污涂料的应用。在本发明中，所述海洋防
污涂料优选为船舶用水性海洋防污涂料。本发明对于所述海洋防污涂料的使用方式没有特
殊的限定，采用本领域技术人员来说的方式即可。

[0095] 下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实
施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属
于本发明保护的范围。

[0096] 实施例1

[0097] 水性自抛光乳液的制备：

[0098] 称取50g三异丙基甲基丙烯酸硅酯、30g丙烯酸丁酯、50g甲基丙烯酸甲酯、16.5g苯乙烯和2.4g丙烯酸，搅拌混合均匀，加入50g松香搅拌溶解至溶液透明，加入3g非离子乳化
剂OP‑10、1.5g阴离子乳化剂十二烷基磺酸钠和150g去离子水，在30℃、600r/min条件下搅
拌40min，得到A组分；

[0099] 将1.4g引发剂过硫酸铵溶解至20g去离子水中，得到B组分；

[0100] 将0.2g碳酸氢钠、30g去离子水以及100gA组分加入四口烧瓶中，在30℃、600r/min条件下搅拌30min，再加入3.2g B组分，搅拌条件下逐渐升温至81℃，反应40min体系变蓝，
之后继续搅拌反应40min，得到种子乳液；

[0101] 维持加热温度为81℃，向四口烧瓶中滴加剩余的A组分，2h内滴加完毕，期间分批次不断补加剩余的B组分，A组分和B组分加入完毕后在81℃条件下保温反应1h，之后升温至
88℃继续保温反应1h；反应完成后，将所得体系降温到55℃，滴加约0.5～1g质量浓度为
25％的氨水调节pH值在6～8范围内，过滤，得到水性自抛光乳液，固含量为48wt％。

[0102] 水性浆料的制备：

[0103] 将38g去离子水、0.5g增稠剂DeuRheoWT‑05A、0.025g羟乙基纤维素、0.775g水性润湿分散剂BYK156置于分散缸中，300r/min条件下搅拌10min，依次加入44g氧化亚铜、4g敌草
隆、3.5g代森锌、6g颜填料(氧化铁红、氧化锌和硫酸钡各2g)以及3.2g有机膨润土，在900r/
min条件下搅拌分散30min，之后采用QM‑3SP2型行星式球磨机，对所得混合物料进行球磨，
至浆料细度小于50μm，得到水性浆料，固含量为61wt％。

[0104] 水性自抛光防污涂料的制备：

[0105] 将37g水性自抛光乳液、45g水性浆料、0.7g乙二醇丁醚以及16.5g去离子水混合，在300r/min条件下充分搅拌分散30min，然后在200r/min条件下，向所得混合物料中依次缓
慢加入0.3g水性流平剂WCT 2490和0.5g水性消泡剂DAPROAP7010，加入完毕后继续搅拌分
散30min，过滤，得到水性自抛光防污涂料，固含量为45.6wt％。

[0106] 实施例2

[0107] 按照实施例1的方法制备水性自抛光乳液和水性浆料；

[0108] 将35g水性自抛光乳液、48g水性浆料、0.6g乙二醇乙醚以及15.5g去离子水混合，在300r/min条件下充分搅拌分散30min，然后在200r/min条件下，向所得混合物料中依次缓
慢加入0.3g水性流平剂BYK375和0.6g水性消泡剂DC65，加入完毕后继续搅拌分散30min，得
到水性自抛光防污涂料，固含量为46.2wt％。

[0109] 实施例3

[0110] 水性自抛光乳液的制备：

[0111] 称取55g三异丙基甲基丙烯酸硅酯、28g丙烯酸丁酯、47.5g甲基丙烯酸甲酯、16g苯乙烯和2.5g丙烯酸，搅拌混合均匀，加入50g松香搅拌溶解至溶液透明，加入3.2g非离子乳
化剂OP‑10、1.6g阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠和150g去离子水，在30℃、600r/min条件
下搅拌40min，得到A组分；

[0112] 将1.4g引发剂过硫酸铵溶解至20g去离子水中，得到B组分；

[0113] 将0.2g碳酸氢钠、30g去离子水以及100gA组分加入四口烧瓶中，在30℃、600r/min条件下搅拌30min，再加入3.2g B组分，搅拌条件下逐渐升温至81℃，反应40min体系变蓝，
之后继续搅拌反应40min，得到种子乳液；

[0114] 维持加热温度为81℃，向四口烧瓶中滴加剩余的A组分，2h内滴加完毕，期间分批次不断补加剩余量的B组分，A组分和B组分加入完毕后在81℃条件下保温反应1h，之后升温
至88℃继续保温反应1h；反应完成后，将所得体系降温到55℃，滴加约0.5～1g质量浓度为
25％的氨水调节pH值在6～8范围内，过滤，得到水性自抛光乳液，固含量为47.8wt％。

[0115] 水性浆料的制备：

[0116] 将34g去离子水、0.6g增稠剂DeuRheoWT‑05A、0.03g羟乙基纤维素、0.77g水性润湿分散剂BYK156置于分散缸中，300r/min条件下搅拌10min，依次加入48g氧化亚铜、4g吡啶硫
酮铜、4g4,5‑二氯‑2‑正辛基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、5.4g颜填料(氧化铁红、氧化锌和滑石粉各
1.8g)以及3.2g有机膨润土，在900r/min条件下搅拌分散30min，之后采用QM‑3SP2型行星式
球磨机，对所得混合物料进行球磨，至浆料细度小于50μm，得到水性浆料，固含量为65wt％。

[0117] 水性自抛光防污涂料制备：

[0118] 将40g水性自抛光乳液、41g水性浆料、0.7g乙二醇丁醚以及17.5g去离子水混合，在300r/min条件下充分搅拌分散30min，然后在200r/min条件下，向所得混合物料中依次缓
慢加入0.3g水性流平剂DC57和0.5g水性消泡剂DAPROAP7010，加入完毕后继续搅拌分散
30min，得到水性自抛光防污涂料，固含量为46wt％。

[0119] 实施例4

[0120] 按照实施例3的方法制备水性自抛光乳液和水性浆料；

[0121] 将35g水性自抛光乳液、48g水性浆料、0.6g乙二醇乙醚以及15.5g去离子水混合，在300r/min条件下充分搅拌分散30min，然后在200r/min条件下，向所得混合物料中依次缓
慢加入0.3g水性流平剂BYK375和0.6g水性消泡剂DC65，加入完毕后继续搅拌分散30min，得
到水性自抛光防污涂料，固含量为48wt％。

[0122] 实施例5

[0123] 水性自抛光乳液的制备：

[0124] 称取45g三异丙基丙烯酸硅酯、15g丙烯酸丁酯、10g甲基丙烯酸丁酯、51.5g甲基丙烯酸甲酯、15g苯乙烯、5g乙烯基吡啶和3g丙烯酸，搅拌混合均匀，加入55g松香搅拌溶解至
溶液透明，加入4g非离子乳化剂OP‑10、2g阳离子乳化剂十六烷基三甲基溴化铵和150g去离
子水，在30℃、600r/min条件下搅拌40min，得到A组分；

[0125] 将1.5g引发剂过硫酸铵溶解至20g去离子水中，得到B组分；

[0126] 将0.25g碳酸氢钠、30g去离子水以及100gA组分加入四口烧瓶中，在30℃、600r/min条件下搅拌30min，再加入3.3g B组分，搅拌条件下逐渐升温至81℃，反应40min体系变
蓝，之后继续搅拌反应40min，得到种子乳液；

[0127] 维持加热温度为81℃，向四口烧瓶中滴加剩余的A组分，2h内滴加完毕，期间分批次不断补加剩余量的B组分，A组分和B组分加入完毕后在81℃条件下保温反应1h，之后升温
至88℃继续保温反应1h；反应完成后，将所得体系降温到55℃，滴加约0.5～1g质量浓度为
25％的氨水调节pH值在6～8范围内，过滤，得到水性自抛光乳液，固含量为48.1wt％。

[0128] 水性浆料的制备：

[0129] 将36g去离子水、0.6g增稠剂DeuRheoWT‑05A、0.03g羟乙基纤维素和0.77g水性润湿分散剂BYK156置于分散缸中，300r/min条件下搅拌10min，依次加入46g氧化亚铜、3.8g吡
啶硫酮铜、3.8g 4,5‑二氯‑2‑正辛基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮、5.4g颜填料(氧化铁红、氧化锌和
滑石粉各1.8g)以及3.6g有机膨润土，在900r/min条件下搅拌分散30min，之后采用QM‑3SP2
型行星式球磨机，对所得混合物料进行球磨，至浆料细度小于50μm，得到水性浆料，固含量
为63wt％。

[0130] 水性自抛光防污涂料制备：

[0131] 将37g水性自抛光乳液、45g水性浆料、0.7g乙二醇丁醚以及16.5g去离子水混合，在300r/min条件下充分搅拌分散30min，然后在200r/min条件下，向所得混合物料中依次缓
慢加入0.3g水性流平剂WCT 2490和0.5g水性消泡剂DAPROAP7010，加入完毕后继续搅拌分
散30min，得到水性自抛光防污涂料，固含量为46.4wt％。

[0132] 实施例6

[0133] 按照实施例5的方法制备水性自抛光乳液和水性浆料；

[0134] 将35g水性自抛光乳液、48g水性浆料、0.6g乙二醇乙醚以及15.5g去离子水混合，在300r/min条件下充分搅拌分散30min，然后在200r/min条件下，向所得混合物料中依次缓
慢加入0.3g水性流平剂BYK375和0.6g水性消泡剂DC65，加入完毕后继续搅拌分散30min，得
到水性自抛光防污涂料，固含量为47.1wt％。

[0135] 表征和性能测试

[0136] 1、对实施例1、3和5制备的水性自抛光乳液进行表征：

[0137] 图1为实施例1中水性自抛光乳液的表观图，由图1可知，水性自抛光乳液状态均一，未出现破乳；

[0138] 图2为实施例1中水性自抛光乳液中乳胶粒子的平均粒径分布图，由图2可知，乳胶粒子的平均粒径约为180nm；

[0139] 图3为实施例1中水性自抛光乳液的SEM图，由图3可知，水性自抛光乳液中乳胶粒子分散均匀，粒径均一。

[0140] 实施例3和5制备的水性自抛光乳液的表征图与实施例1基本一致。

[0141] 2、性能测试，具体如下：

[0142] (1)按照标GB18582‑2008中方法对实施例1～6制备的水性自抛光防污涂料的VOC含量进行测定；

[0143] (2)将实施例1～6制备的水性自抛光防污涂料喷涂在基体板材表面，形成漆膜，对所述漆膜进行性能测试，具体如下：

[0144] 按照GB1720‑79中划圈法对漆膜的附着力进行测试；

[0145] 按照GB1731‑79中方法对漆膜的柔韧性进行测试；

[0146] 按照GB1732‑79中方法对漆膜的抗冲击性进行测试；

[0147] 按照GB/T 31411‑2015中方法对漆膜的抛光速率进行测试；

[0148] 将漆膜在人工海水(按照本领域常规配方配制得到)中浸泡30天(25℃)，观察有无起泡脱落情况。

[0149] 性能测试结果具体见表1。

[0150] 表1实施例1～6中水性自抛光防污涂料及其形成的漆膜的性能测试结果

[0151]

[0152] 3、对实施例1制备的水性自抛光防污涂料进行防污性能评价，具体如下：

[0153] (1)将实施例1制备的水性自抛光防污涂料喷涂在载玻片上，室温固化24h，得到实验样板；以空白载玻片作为对照样板，将实验样板和对照样板放置于杜氏藻液中，24h后在
荧光显微镜下观察其表面的藻类数量，结果如图4所示，其中左侧为对照样板表面，右侧为
实验样板表面，图中的灰白亮点为杜氏藻，图中标尺码为50μm。由图4可知，相对于对照样
板，实验样板表面杜氏藻的密度明显较小。由此说明实施例1所提供的水性自抛光防污涂料
对杜氏藻的生长与附着具有抑制作用。

[0154] (2)将实施例1制备的水性自抛光防污涂料喷涂在有环氧防腐底漆的低碳钢板(200mm×300mm×2mm)表面，室温充分固化2天，得到实验样板，进行浅海静态挂板试验；选
择同样规格低碳钢板，在其表面涂覆环氧防腐底漆，作为对照样板，将实验样板和对照样板
置于海水下1m深处进行浅海静态挂板试验；其中，试验时间为2019年02月～2019年08月，试
验地为：深圳南澳海域。

[0155] 分别在浅海静态挂板90天和180天时，对实验样板和对照样板进行拍照，观察样板表面形态以及污损生物附着程度，结果见图5(图5中“10”和“06”代表样板的编号，并无其它
特殊含义)。由图5可知，对照样板浅海静态挂板90天后，表面附着较多污损生物，主要以藤
壶、贻贝为主，污损较为严重；而实验样板浅海静态挂板90天后，表面漆膜完好，无起泡脱
落，漆膜表面洁净。浅海静态挂板180天后，对照样板表面污损进一步加重，有多种污损生物
附着，形成污损群落；而实验样板表面依旧洁净，防污性能优异。由此可见，在考察期内，本
发明提供的水性自抛光防污涂料防污性能十分优异，表现出广谱的防污效果。

[0156] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。