一种防止淡水壳菜附着的复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防止淡水壳菜附着的复合涂层，由内向外包括依次设置的韧性环氧封闭底涂层、有机硅防附着中涂层、氟硅防附着面涂层；韧性环氧封闭底涂层包括以下组分：硅烷偶联剂改性环氧树脂、聚醚胺环氧固化剂；有机硅防附着中涂层包括以下组分：107硅橡胶、交联剂、纳米填料、稀释剂、催化剂；氟硅防附着面涂层包括以下组分：羟基氟硅油改性硅橡胶、纳米填料、稀释剂、催化剂。本发明专利技术的复合涂层可有效降低淡水壳菜等水生生物及杂质在输水工程中隧洞及管道内壁的滋生与附着。本发明专利技术还提供了上述复合涂层的制备方法，工艺简单、便捷，易于操作。操作。操作。

【技术实现步骤摘要】
一种防止淡水壳菜附着的复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种复合涂层，尤其涉及一种防止淡水壳菜附着的复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]淡水壳菜，学名沼蛤，属于淡水贻贝，外观上似三角形，壳面呈棕褐色，壳长约10~25cm。足丝发达但壳质较薄，易碎，为群栖性软体动物，常见于温带和亚热带流速较缓的湖泊或河流中。在我国，淡水壳菜原先主要分布在南方各大流域，随着我国近年来长距离、跨流域输水工程的建设，淡水壳菜随水流逐渐入侵到北方各输水系统，呈现出北移态势。
[0003]由于淡水壳菜具有很强的适应性和群集性，能够在适宜的环境下大量繁殖，依附在输水工程的管道、箱涵、隧洞、泵站等构筑物表面，给原生生态系统带来广泛、剧烈和持续的生态压力。淡水壳菜的大量繁殖与附着会减小输水断面面积，严重的会堵塞输水管道，为输水、供水带来安全隐患；淡水壳菜分泌物呈弱酸性，会腐蚀输水管道内壁的混凝土结构及金属结构，加速输水管道的老化；淡水壳菜新陈代谢会消耗水体中的氧气，排泄氨氮等化学物质引起水质污染。淡水壳菜对输水工程管道的入侵及污损问题在国内外普遍存在，并对人类社会的生产生活带来了严重影响，淡水壳菜在输水工程中的防治问题十分紧迫。
[0004]目前，国内外防止淡水壳菜附着的方法根据其原理不同可分为化学防护法、生物防护法和物理防护法。化学防护法主要是通过连续多日的投放次氯酸钠、二氧化氯、高锰酸钾、过氧化氢等氧化试剂来杀灭输水管道中的淡水壳菜及其幼虫。中国专利CN 201110108909.5向输水管道中投加高锰酸钾，连续投加5~12天，控制浓度达到1.2~1.8mg/L，淡水壳菜的死亡率达70%以上；中国专利CN 201310504693.3介绍在20~30℃的情况下，在长距离输水管道中投放过氧化氢，连续投加4~14天，控制原水中过氧化氢浓度为1~10mg/L，淡水壳菜的死亡率可达到70%以上；中国专利CN201310504913.2向输水管道中投加二氧化氯和次氯酸钠，连续投加3~7天，控制原水中二氧化氯浓度为1~3mg/L，次氯酸钠浓度为1~5mg/L，淡水壳菜的死亡率可达到70%以上。化学防护法虽然见效快，但是残留的化学试剂能够产生毒副产物，影响水质的安全性。
[0005]生物防治法主要是通过改变淡水壳菜生活环境和构建生物链的方法来防治淡水壳菜。中国专利CN201510261307.1通过在抽水蓄能电站建设前、建设中和建成后三个阶段来防治淡水壳菜，在后期处理时，投放三角鲂鱼和青鱼、暴晒和提高水体流速来进行防治，该方法针对已有的输水工程不适应。
[0006]物理防护法包括机械去除法和涂料法等。机械去除法操作简单、成本低，结构表面淡水壳菜附着严重时通常采用该方法，但该方法缺点是铲除过程中容易破坏输水管线内壁结构表面，铲除后淡水壳菜仍会在结构表面继续附着。
[0007]涂料法是近几年兴起的防护方法，通过在结构表面构筑功能性涂层，防止淡水壳菜在输水管线内壁进行附着。中国专利CN201811158005.1公开了一种用于防治壳菜的复合涂层及其制备方法和应用，利用基础漆料和载有辣椒油的多孔陶瓷微球混合，辣椒油的刺
激效果在不杀灭淡水壳菜的基础上，能有效抑制淡水壳菜的附着。但该涂料中辣椒油的缓释持不久性、涂料与基材的粘接性有待进一步考察。为解决上述问题，本专利技术在防止淡水壳菜附着的复合涂层上做了进一步研究。

技术实现思路

[0008]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种防止淡水壳菜附着的复合涂层，有效减少淡水壳菜等水生生物在输水管道上的附着，提高输水效率。
[0009]本专利技术的目的之二在于提供一种防止淡水壳菜附着复合涂层的制备方法。
[0010]本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种防止淡水壳菜附着的复合涂层，由内向外包括依次设置的韧性环氧封闭底涂层、有机硅防附着中涂层、氟硅防附着面涂层；所述韧性环氧封闭底涂层包括以下组分：硅烷偶联剂改性环氧树脂、聚醚胺环氧固化剂；该层主要起到封闭待涂基体表面气孔、提高复合涂层与基体粘接强度的作用；所述有机硅防附着中涂层包括以下组分：107硅橡胶、交联剂、纳米填料、稀释剂、催化剂；该层既作为复合涂层的防止淡水壳菜附着的主体结构，又可以增强韧性环氧封闭底涂层与氟硅防附着面涂层的粘接，使复合涂层具有更好的粘接强度和耐久性。
[0011]所述氟硅防附着面涂层包括以下组分：羟基氟硅油改性硅橡胶、纳米填料、稀释剂、催化剂；该层作为复合涂层的增强层，既可以保护有机硅防附着中涂层，又可赋予复合涂层良好的超疏水、具有防沾污、防附着效果。
[0012]进一步地，所述韧性环氧封闭底涂层的涂层厚度为0.2~1.0 mm；有机硅防附着中涂层的涂层厚度为0.5~1.5 mm；所述氟硅防附着面涂层的涂层厚度为0.5~1.0 mm。
[0013]进一步地，所述硅烷偶联剂改性环氧树脂中硅烷偶联剂的质量为环氧树脂质量的3%~7%，所述硅烷偶联剂为γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述环氧树脂为环氧树脂E44、环氧树脂E51、环氧树脂622、环氧树脂610中的至少一种。
[0014]进一步地，所述聚醚胺环氧固化剂胺值为600~650 mgKOH/g，室温粘度为900~1200 mpa
·
s，所述硅烷偶联剂改性环氧树脂和聚醚胺环氧固化剂质量比3~1:1；将上述两种成分复配后涂膜拉伸强度大于6.0MPa，断裂伸长率达到120%，涂层具有良好的韧性，对潮湿及干燥界面都具有良好的粘接效果，可与待涂的基体以及有机硅防附着中涂层良好结合。
[0015]进一步地，所述有机硅防附着中涂层中107硅橡胶、交联剂、纳米填料、稀释剂、催化剂的质量比为：100：（10~15）：（5~35）：（35~120）：（0.3~1）；所述107硅橡胶为羟基封端的聚二甲基硅氧烷，室温粘度为10000~80000mpa
·
s。
[0016]进一步地，所述氟硅防附着面涂层中羟基氟硅油改性硅橡胶、纳米填料、稀释剂、催化剂的质量比为：100：（10~20）：（30~50）：（0.3~1）。
[0017]进一步地，所述羟基氟硅油改性硅橡胶由羟基三氟丙基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、交联剂按质量比（20~45）：100：（3~10）缩聚而成，所述羟基三氟丙基硅氧烷室温粘度为40~200mpa
·
s，所述聚二甲基硅氧烷室温粘度为10000~50000mpa
·
s。
[0018]进一步地，所述交联剂为烷氧基硅烷、酰氧基硅烷、酮肟基硅烷中的至少一种。
[0019]进一步地，所述纳米填料为硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米氢氧化铝、氧化石墨烯、油
性白炭黑中的至少两种；所述稀释剂为醋酸丁酯、二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止淡水壳菜附着的复合涂层，其特征在于，由内向外包括依次设置的韧性环氧封闭底涂层、有机硅防附着中涂层、氟硅防附着面涂层；所述韧性环氧封闭底涂层包括以下组分：硅烷偶联剂改性环氧树脂、聚醚胺环氧固化剂；所述有机硅防附着中涂层包括以下组分：107硅橡胶、交联剂、纳米填料、稀释剂、催化剂；所述氟硅防附着面涂层包括以下组分：羟基氟硅油改性硅橡胶、纳米填料、稀释剂、催化剂。2.根据权利要求1所述防止淡水壳菜附着的复合涂层，其特征在于，所述韧性环氧封闭底涂层的涂层厚度为0.2~1.0 mm；有机硅防附着中涂层的涂层厚度为0.5~1.5 mm；所述氟硅防附着面涂层的涂层厚度为0.5~1.0 mm。3.根据权利要求1所述防止淡水壳菜附着的复合涂层，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性环氧树脂中硅烷偶联剂的质量为环氧树脂质量的3%~7%，所述硅烷偶联剂为γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；所述环氧树脂为环氧树脂E44、环氧树脂E51、环氧树脂622、环氧树脂610中的至少一种。4.根据权利要求1所述防止淡水壳菜附着的复合涂层，其特征在于，所述聚醚胺环氧固化剂胺值为600~650 mgKOH/g，室温粘度为900~1200 mpa
·
s，所述硅烷偶联剂改性环氧树脂和聚醚胺环氧固化剂质量比3~1:1。5.根据权利要求1所述防止淡水壳菜附着的复合涂层，其特征在于，所述有机硅防附着中涂层中107硅橡胶、交联剂、纳米填料、稀释剂、催化剂的质量比为：100：（10~15）：（5~35）：（35~120）：（0.3~1）；所述107硅橡胶为羟基封端的聚二甲基硅氧烷，室温粘度为10000~80000mpa
·
s。6.根据权利要求1所述防止淡水壳菜附着的复合涂层，其特征在于，所述氟硅防附着面涂层中羟基氟硅油改性硅橡胶、纳米填料、稀释剂、催化剂的质量比为：100：（10~20）：（30~50）：（0.3~1）。7.根据权利要求6所述防止淡水壳菜附着的复合涂层，其特征在于，所述羟基氟硅油改性硅橡胶由羟基三氟丙基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、交联剂按质量比（20~45）：100：（3~10）缩聚而成，所述羟基三氟丙基硅氧烷室温粘度为40~200mpa
·
s，所述聚二甲基硅氧烷室温粘度为10000~50000mpa
·
s。8.根据权利要求5或7所述防止淡水壳菜附...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永辉，丁清杰，黄俊玮，宋亚涛，张汉平，李佳，路广益，王雨霈，张思肖，翁沫冉，
申请(专利权)人：中国水利水电第十一工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：