网衣防污涂料中增塑剂对附着力的影响

1、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

2、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-4

3、C4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。 1.4 制备方法1.4.1 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

4、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60 m。用二甲苯、 正丁醇或醋酸丁酯调节涂料黏度(7090 KU)，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，5 min后取出 置于阴凉处悬挂晾干。24 h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

5、，而且涂料覆盖的 网衣柔韧性可达1 mm(即具有良好的柔韧性)，然而， 7 d以后涂膜仍不干;如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24 h已实干，但其柔 韧性表现出明显下降(柔韧性为3 mm)，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24 h可实干，但柔韧性 明显下降(柔韧性为3 mm)，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1 mm(即柔韧性良好)，但7 d以上涂膜仍未干; 如果使用2%4%氯化石蜡作为增塑剂，24 h内覆盖 于网衣

6、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3 mm)，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24 h内实干，但柔韧性明 显下降(柔韧性检测为3 mm)，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1 mm，但涂膜7 d以后仍未表干;增塑剂 为2%4%氯化石蜡时，24 h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1 mm)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

7、衣表 面的涂膜也于24 h内实干，且柔韧性良好(柔韧性检 测为1 mm)，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

8、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

9、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24 h 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 Table 2 Flexibility of Netting Covered by Coatings & Adhesion of Coatings Film 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24 1 不干，遮盖力好 A12 氯化石蜡24 3 干，掉漆，遮盖力好 A13 磷酸三甲酚酯24 3 干，掉漆，遮盖力好 氯化橡胶类 A21 邻苯二甲酸二丁酯24 1 不干，遮盖力好 A22 氯化石蜡24 3 干，局部掉漆，遮盖力好 A23 磷酸三甲酚酯24 3 干，掉漆，遮盖力好 氯醚树脂类 A31 邻苯二甲酸二丁酯24 1 不干，遮盖力好 A32 氯化石蜡24 1 干，附着好，遮盖力好 A33 磷酸三甲酚酯24 1 干，附着好，遮盖力好 涂膜破损、脱落等现象，