本发明专利技术公开了纳米抗菌低表面能有机硅发光防污涂料，所述涂料按重量份包括25～35份的甲组份、2～5份的乙组份和1份的丙组分；甲组份按重量份包括：纳米荧光预分散体25.0～50.0份；有机硅季铵盐5～25.0份；硅油0.5～5.0份；乙组份按重量份包括：交联固化剂3.0～50.0份；硅烷偶联剂1.0～10.0份；丙组份按重量份包括：催化剂0.1～3.0份；所述催化剂为辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二月硅酸二丁基锡中的至少一种。该涂料具有长余辉发光性能，依靠荧光防污、接触杀菌，具有防污性能优良、强度高、附着力高等优点，可以应用于各种船舶、海洋石油平台、海洋结构物与设施、海产养殖网具等。
【技术实现步骤摘要】
纳米抗菌低表面能有机硅发光防污涂料及其制备方法
本专利技术属于发光涂料、耐沾污涂料、防污涂料、水下涂料
，具体涉及纳米抗菌低表面能有机硅发光防污涂料及其制备方法。
技术介绍
海洋生物的污损问题一直限制着人们对海洋资源的开发利用，各种海生物的附着会引起船舶航行阻力增大，燃料消耗量增加，海生物的代谢产物对船只造成腐蚀，会增加船舶的维修费用，降低船只的在航率，海生物还会堵塞海底各种管路、阀门和养殖网箱的网眼，造成的经济损失难以估算。为了实现对海洋生物的防除，涂装防污涂料是解决污损问题唯一得到广泛应用的既经济又高效的重要途径。然而，目前使用的许多防污涂料，其所含可释放的防污毒剂(如有机锡、氧化亚铜)会造成海水水体污染，引发生物变异，危及海洋食物链，对海洋生态平衡以及人类健康具有潜在危害。因此，国际海事组织(IMO)第21届会议决定，2008年1月1日之后将彻底禁止使用含有机锡的防污涂料。针对这种情况，开发无锡、无毒的环保防污涂料成为防污涂料的发展方向。低表面能防污涂料又称污损物脱落型防污涂料，依靠涂层具有低的表面能，不仅能减少和阻止各种海生物的附着，而且对环境友好、无毒害，又能显著降低水的粘性摩擦阻力，是一种最有发展前景的船舶无毒防污减阻涂层材料，受到了国内外的广泛关注。据国际涂料公司测算[27]，采用低表面能防污涂料与采用传统毒料释放型防污涂料相比，船舶需要涂装的防污涂料体积可以减少80％，VOC有害挥发性气体排放减少90％，毒料减少100％，船舶燃油消耗和温室气体(等效的CO2)排放减少4-9％。低表面能防污涂料的研发主要涉及有机硅和含氟聚合物两类。有机硅防污涂料经历了从有机硅橡胶到改性线型聚硅氧烷的研发过程，大量的研究表明，尽管防污效果不佳，但是有机硅防污涂料显示出比氟碳防污涂料更好的污损生物脱除效果。因此，作为产品开发研究，有机硅防污涂料更受国际知名涂料公司的重视，相继投入重金开发以聚二甲基硅氧烷为基料的低表面能防污涂料，至今只有英国国际涂料公司等极少数厂商有产品推向市场。虽然低表面能防污涂料仍然处于研究开发阶段，但是低表面能防污涂料的应用正在不断扩大，已呈现出逐步替代自抛光防污涂料的趋势，代表了防污涂料的发展方向。总之，由于有机硅防污涂料具有巨大的应用前景，始终受到国内外学者、各大涂料公司的关注。虽然已经有一些低表面能防污涂料进入市场，用于高速船舶防污。但大量实船应用表明，由于船舶停航时间较长，海生物还是能够大量附着于船底，需定期清理,附着物一旦长大将很难除去，因而使其应用范围受到一定的限制。
技术实现思路
针对国内外对环境友好船舶防污减阻涂料的迫切需求、低表面能防污涂料存在的防污性能不足的问题，本专利技术提供一种纳米抗菌低表面能有机硅发光防污涂料，该涂料具有长余辉发光性能，依靠荧光防污、接触杀菌，具有防污性能优良、强度高、附着力高等优点，可以应用于各种船舶、海洋石油平台、海洋结构物与设施、海产养殖网具等。本专利技术的技术解决方案是：纳米抗菌低表面能有机硅发光防污涂料，按重量份包括25～35份的甲组份、2～5份的乙组份和1份的丙组分；甲组份按重量份包括：纳米荧光预分散体25.0～50.0份；有机硅季铵盐5～25.0份；硅油0.5～5.0份；乙组份按重量份包括：交联固化剂3.0～50.0份；硅烷偶联剂1.0～10.0份；丙组份按重量份包括：催化剂0.1～3.0份；所述催化剂为辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二月硅酸二丁基锡中的至少一种。所述纳米荧光预分散体为纳米二氧化钛和荧光粉体按如下重量份分散在聚硅氧烷树脂中；纳米二氧化钛2～5份；荧光粉体5～30份；聚硅氧烷树脂50～70份。纳米二氧化钛的粒径范围可选为10-100nm,优选为10-50nm。荧光粉体的粒径优选为5～65微米，更优选为25～40微米。优选地，所述纳米荧光预分散体还包括：溶剂5～15份；分散剂0.5～1份；所述溶剂为所述溶剂为酮类、醇类、芳香烃、酯类中至少一种。优选地，所述的聚硅氧烷树脂为α，ω-二羟基聚硅氧烷，α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、α，ω-二羟基聚甲基硅氧烷树脂中的至少一种；所述交联固化剂为正硅酸乙酯、甲基三乙酰氧基硅烷、含烷氧基、氨基、酰胺基、肟基或酮基的硅烷中的至少一种；所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)中的至少一种。优选地，所述硅油为所述硅油为非活性硅油。优选为甲基硅油、甲基苯基硅油或甲基含氢硅油。优选地，所述有机硅季铵盐为季铵盐型阳离子表面活性剂。优选地，有机硅季铵盐为带阳电荷的聚硅氧烷化合物,是一类季铵盐型阳离子表面活性剂，其结构通式为：式中R为可以水解的基团,如-OC2H5和-OCOOCl等；R1为烃基、含氧或含氮基团,如-CH2-、-CH2COCH2CH2-、-(CH2)3NCH2CH2-等；R2为含1～20个碳原子的烃基；X为酸根阴离子。作为优选的技术方案，所述甲组份按重量份还包括：白色填料1.0～25.0份助剂0.5～5.0份所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、表面活性剂中至少一种；所述白色填料为重钙粉、滑石粉、硫酸钡、氧化铝、高岭土、钛白、锌白中至少一种。所述白色填料优选为高遮盖力的钛白粉。其中助剂可选用的品种分别为：分散剂：毕克公司BYK161、BYK163、德谦公司903、9250、931中的至少一种；消泡剂：毕克公司BYK066N、德谦5600、5800、6600中的至少一种；流平剂：毕克公司BYK358、迪高435、德谦435、433、837至少一种。作为优选的技术方案，所述甲组份按重量份还包括：溶剂0.0～30.0份；所述乙组份按重量份还包括：溶剂0.0～20.0份；所述丙组分按重量份还包括：溶剂0.4～10.0份；所述溶剂为酮类、醇类、芳香烃、酯类中的至少一种。本专利技术所述溶剂优选为戊二酮、丙酮、丁酮、甲基异丁基甲酮、无水乙醇、甲苯、二甲苯中至少一种。本专利技术还提供上述纳米抗菌低表面能有机硅发光防污涂料的制备方法，将所述甲、乙、丙三组份按所述重量份混合均匀，经交联固化后获得。优选地，所述甲组份的混合方法为：将甲组份的各组成物加入到分散机中，以1000～2000转/分钟的速度搅拌分散30min，然后经砂磨机砂磨至细度小于40μm后待用。优选地，所述的纳米荧光预分散体按照下述方法制得：先将聚硅氧烷树脂、溶剂和分散剂加入分散机中搅拌混合均匀，再加入纳米二氧化钛在4000～5000rpm下高速分散30min，然后加入荧光粉体继续高速分散15min。采用上述技术方案制成的海洋防污涂料，可采用刷涂、喷涂或滚涂等方法施工，使用前搅匀，可根据用途和环境用溶剂调节粘度。本专利技术的方法是一种合成方便、实用的方法，所涉及的基本原材料可以非常方便的在市场上购得。本专利技术的海洋防污涂料应用于船舶、海洋结构物的防污保护，具有涂层表面能低，海生物不易于附着，即使附着也容易自行脱落或容易被清除的特点。并且可为水下设施、管道等提供标识、标示等作用。本专利技术通过科学地设计有机硅低表面能防污涂料的配方，重点控制有机硅季铵盐、纳米二氧化钛、荧光粉体、硅油等的本文档来自技高网...
【技术保护点】
纳米抗菌低表面能有机硅发光防污涂料，其特征在于，所述涂料按重量份包括25～35份的甲组份、2～5份的乙组份和1份的丙组分；甲组份按重量份包括：纳米荧光预分散体 25.0～50.0份；有机硅季铵盐 5～25.0份；硅油 0.5～5.0份；乙组份按重量份包括：交联固化剂 3.0～50.0份；硅烷偶联剂 1.0～10.0份；丙组份按重量份包括：催化剂 0.1～3.0份；所述催化剂为辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二月硅酸二丁基锡中的至少一种；所述纳米荧光预分散体为纳米二氧化钛和荧光粉体按如下重量份分散在聚硅氧烷树脂中；纳米二氧化钛 2～5份；荧光粉体 5～30份；聚硅氧烷树脂 50～70份。
【技术特征摘要】
1.纳米抗菌低表面能有机硅发光防污涂料，其特征在于，所述涂料按重量份包括25～35份的甲组份、2～5份的乙组份和1份的丙组分；甲组份按重量份包括：纳米荧光预分散体25.0～50.0份；有机硅季铵盐5～25.0份；硅油0.5～5.0份；乙组份按重量份包括：交联固化剂3.0～50.0份；硅烷偶联剂1.0～10.0份；丙组份按重量份包括：催化剂0.1～3.0份；所述催化剂为辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡中的至少一种；所述纳米荧光预分散体为纳米二氧化钛和荧光粉体按如下重量份分散在聚硅氧烷树脂中；纳米二氧化钛2～5份；荧光粉体5～30份；聚硅氧烷树脂50～70份；所述的纳米荧光预分散体按照下述方法制得：先将聚硅氧烷树脂、溶剂和分散剂加入分散机中搅拌混合均匀，再加入纳米二氧化钛在4000～5000rpm下高速分散30min，然后加入荧光粉体继续高速分散15min；所述甲组份的混合方法为：将甲组份的各组成物加入到分散机中，以1000～2000转/分钟的速度搅拌分散30min，然后经砂磨机砂磨至细度小于40μm后待用。2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述纳米荧光预分散体还包括：溶剂5～15份；分散剂0.5～1份；所述溶剂为酮类、醇类、芳香烃、酯类中至少一种。3.根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于：所述的聚硅氧烷树...
【专利技术属性】
技术研发人员：张占平，齐育红，李皓，李世广，巴淼，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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