本发明涉及一种自磨型防污涂料组合物，特别涉及一种包含可聚合的脂肪酸金属皂的涂料组合物。 防污的船用漆主要分成两种类型，自磨型和不溶的基块型。自磨型防污漆会被海水逐渐水解、擦亮，造成平滑、新鲜的表面而减少船表面和水之间的摩擦，藉此减少航行阻力。新鲜表面包含有涂料的防污毒素，直到它们被用尽为止。
自磨型涂料通常包含一种含可水解基的树脂，例如有机酸基。这种涂料的水解速度依据有机酸基和阳离子的型式，以及酸基在树脂中的百分比而定。
自磨型防污涂料可以是含毒素型或无毒素型。例如含有有机锡的毒剂涂料是锡取代的聚丙烯酸酯，这种涂料由于具有优越的防污性和自磨性，所以已经普遍被使用。然而，这种涂料非常毒，因此受到法律的限制。含铜的防污涂料毒性较小，需要时可结合添加毒剂。
本发明的目的是提供一种可水解或自磨型的防污涂料组合物，组合物可形成一种膜，能形成低粘度且不需使用昂贵的锡金属化合物便具有防污功效的不饱和酸金属皂，因为它的粘度低，所以能够容易承载大量的毒剂，达到很好的防污效果。
从高度疏水饱和酸类（例如脂肪酸类、酸类）和多价金属（例如Co、Mn、Zn、Cu、Ca等）化合物制作皂类是制漆工业所熟知的，例如干燥剂和催化剂。这些皂类不溶于水，但可缓慢水解。水解的速度依据酸的种类和皂类所含阳离子而定。这表示：藉着改变酸类和阳离子可调整水解地速度。这些金属皂类不能作为涂料组合物的粘合剂。但是，依据本发明，从不饱和脂防酸（例如次亚麻仁油酸）制作的金属皂在正常室温时与干燥剂共存并曝露于空气在使可以形成膜。
可水解的涂料组合物包含金属皂树脂，该组合物具有下列结构通式：R1-A1-M-A2-R2，其中R1是不饱和脂肪酸或脂肪酸的残余物;M是至少具有二价的金属;A1和A2是独立的羟酸、硫酸或磷酸的官能基，R2是不饱和或饱和有机酸，脂环单价有机酸或醇、或丙烯酸齐聚物的残余物。
不饱和脂肪酸或油的金属皂具有直链的结构，在与干燥剂共存下藉着曝露于空气中存在的氧便可硬化成交连的膜。因为不饱和金属皂具有非常低的粘度，因此可以加入大量的防污剂，例如CuO。对不使用任何昂贵且高毒性的毒剂（例如锡化合物）的防污涂料而言，为了连到长久持续的防污效果，容易装载高数量的毒剂是重要的。
藉着改变不饱和脂肪酸的数量和型式，可以调整依据本发明所形成的膜的交连密度。结合一种饱和脂肪酸会减少交连密度且影响膜的性质。依序地，交连密度和膜的性质影响水解的速度。
藉着使金属化合物和不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸的混合物、或包含一种或多种不饱和脂肪酸和饱和有机酸的混合物反应，可制成上述的金属皂树脂。此外，其它聚合物可和金属皂树脂掺混，以改良金属皂树脂的性质。
本发明可用的不饱和脂肪酸有油酸、亚麻仁油酸、次亚麻仁油酸、油硬脂酸、半乳糖酸、篦麻油酸、芥酸。其它可用的脂肪酸是从篦麻油、大豆油、玉蜀黍油、棉子油、亚麻仁油、奥气油、苏子油、罂粟子油、菜子油、红花子油、葵花油、松油、桐油、核桃油、鲱油、大鲱鱼油和沙丁鱼油中所获得的;此外也可利用不饱和有机酸类，上术不饱和酸类可转变成一种脂肪醇，依序地，可用来制作一种包含不饱和脂肪族基的磷酸或磺酸。
金属化合物可以用氧化物、氢氧化物、或氯化物。在周期表中含有至少二价的大部分金属可用于本发明。它们是属于第Ⅰb、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲa、Ⅲb、Ⅳa、Ⅳb、Ⅴa、Ⅴb、Ⅶa和Ⅷ类的金属。用来制作金属皂的金属会影响水解的速度。碱金属的皂类可立即溶于水。碱土金属的皂类是不溶于水的，但可在水中水解。不同的碱土金属可造成皂类不同的水解速度。例如，具有较高子量的碱土金属（例如钡）比具有较低分子量的其它碱土金属（例如镁）有较慢的水解速度。当使用第Ⅲ、Ⅳ类金属以及过渡金属（例如Al、Co、Zn、Mn、Ca等）时，水解速度也会有所变化。
本发明可用的饱和有机酸类包含-COOH、-OSO3H或-O-PO3H3的酸类。这些酸类可以采用脂肪族、芳族、脂环的单价有机酸或天然酸类，这里所指的天然酸可从乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、癸酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、苯甲酸、酞酸、甲苯甲酸、邻羟苯甲酸、硝苯甲酸、氯苯甲酸、甲苯磺酸、环烷酸、松香酸和各种天然脂肪酸类中选用。
本发明可用的其他饱和酸类是具有酸类的聚合物，例如丙烯酸共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、具有-COOH、-OSO3H-或-O-PO3H3的聚酯类。丙烯酸共聚物的实例是从丙烯酸及（或）甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸及（或）乙烯单体制成的。聚酯类的实例是从多官能团醇类和多官能团酸类制成的。聚合物的官能团的作用不是形成膜，而是改良交连膜的自磨性，因此可以采用齐聚物或低分子量聚合物。
可以和本发明的金属皂树脂掺混的聚合物是可溶于水的（例如松香树脂和丙烯酰胺），包含亲水基（例如羟基）以及聚丙烯酰胺。其它可用的聚合物包含羟酸基、磺酸基、磷酸基、胺基或酰胺基的聚丙烯酸类、聚酯类和聚胺酯类。
以下借助实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1
在一个四颈的反应釜中，混合280克亚麻仁油脂肪酸、50克Cu（OH）2和200克二甲苯，缓慢加热到140℃且维持温度在140℃并持续加热两小时，使反应完成以获得一种具有60%固体含量的透明溶液。
实施例2
在一个四颈的反应釜中，混合150克侗油脂肪酸、120克硬脂酸、50克Cu（OH）2200克二甲苯，缓慢加热到140℃且维持温度在140℃并持续加热两小时，使反应完成。获得一种具有57%固体含量的透明溶液。
实施例3
在一个四颈的反应釜中，使60克甲基丙烯酸甲酯、80克丙烯酸丁酯、60克丙烯酸、3克丁硫醇、50克正丁醇和200克二甲苯，在120℃下反应三小时，而形成一种聚合物。然后在该聚合物中加入50克亚麻仁油脂肪酸和50克Ca（OH）2，且加热到140℃。反应器维持在140℃持续两小时，以使反应完成。
实施例4
依据实施例1相同的程度，从大豆油脂肪酸和Cu（OH）2制作树脂。藉着使用80克甲基丙烯酸甲酯、50克丙烯酸丁酯、70克丙烯酸、3克偶氮双异丁腈和200克二甲苯制作丙烯酸共聚物。将50克丙烯酸共聚物和50克上述树脂掺混。
实施例5到8
采用实施例1到4制备的树脂，按照下列配方制作防污漆：
成份 数量（克）
树脂 25
CuO 40
膨润±＃34 1.5
滑石 10
CaCO35
二甲苯 20
防污漆的物理性质和防污性质汇总于表1中。控制1是由一种氯橡胶松香制作的，而控制2是由一种自磨型有机锡树脂制作的。
表1
实施例 5 6 7 8 控制1 控制2
硬度 H H H HB H H
粘度(ku) 70 65 85 93 85 93
抗冲击 可 可 可 良 良 良
(500克*50厘米)
防污(%)
1个月 0 0 0 0 0 0
3个月 15 10 10 5 30 2
6个月 45 40 40 30 70 20
9个月 90 90 70 70 100 60
注：防污试验的实施，是将试验片浸入海中，而防污能力是以污垢地区的百分比表示。