一种基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料制造技术

本发明专利技术公开一种基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料

【技术实现步骤摘要】
一种基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料


[0001]本专利技术属于海洋防污技术
、
水下涂料防护
，特别涉及一种基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料
。

技术介绍

[0002]船舶及海洋设施在实际服役过程中不可避免受到海洋生物污损的影响
。
海洋生物污损是指海洋污损生物对浸没于海水环境中的基材表面粘附和生长的过程，会导致金属基材的腐蚀和非金属基材的降解，并且粘附的污损生物还会导致船舶自重增加，燃油消耗增高
。
目前，解决海洋生物污损的措施包括机械清洗
、
电化学防治
、
涂刷海洋防污涂料
、
定期返坞维修等，这其中，涂刷海洋防污涂料高效便捷，节约经济成本，是目前应用最广泛的手段
。
[0003]传统的海洋防污涂料往往通过重金属或者有毒物质来杀灭污损生物，不可避免的导致海洋生态环境的破坏
。
随着人类环保意识的提升和科学技术的发展，传统毒剂型以及重金属离子型海洋防污涂料的使用被逐渐禁止，并研发替代型的环保海洋防污涂料，包括污损释放型
、
污损抑制型
、
污损降解型等诸多门类
。
[0004]聚硅氧烷低表面能海洋防污涂料隶属污损释放
，借助非极性聚硅氧烷材料出色的低表面能以及低弹性模量等特性，实现对粘附污损生物的物理防治，不危害海洋生态环境，目前已经得到了商业应用
。
然而，此类涂料往往与极性基材的结合力较差，在使用过程中会发生大面积脱落，从而恶化基材表面，因此需要对其进行改善
。
而常见的化学改性可能会破坏聚硅氧烷聚合物的分子结构特性，从而影响其防污性能
。
这限制了此类涂料在海洋防污领域的应用
。

技术实现思路

[0005]为克服现有污损释放型聚硅氧烷海洋防污涂料固化后涂层与基材结合力差等问题，本专利技术的目的在于提供一种基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料
。
通过软性纳米颗粒与耗散性湿聚合物的内在亲和性实现协同作用，从而结合软性纳米颗粒的光谱粘结能力和湿聚合物的能量耗散能力
。
软性纳米颗粒可以迅速且强力地粘结在各类基材表面，从而有效提升固化涂层与基材的结合力
。
而湿聚合物通过在丙烯酰胺改性
MQ
型硅树脂聚合物的长链共价交联网络中引入带季铵盐的正电荷基团，从而促使了湿聚合物的能量耗散
。
涂料固化后涂层与基材的强力结合机理：涂料中的软性纳米颗粒会富集在基材表面区域，并于基材接触后迅速形成纳米粘结，而纳米粘结的形成速率高度依赖涂料中基材界面区域的水吸收，因此将正电荷基团引入长链共价交联网络中，可以显著提升湿聚合物对界面区域水的吸收速率，从而加速纳米粘结的形成速率，从而提升固化涂层与基材的结合力
。
在确保优异结合的同时，季铵盐修饰丙烯酰胺改性
MQ
型硅树脂中的硅氧烷结构会富集并暴露在涂层表面，从而起到污损释放型聚硅氧烷涂层低表面自由能的防污特性，以此保持优异的防污效果
。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实施的：
[0007]本专利技术所述一种基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料，以重量份数计，包括如下组分：
[0008]软性纳米颗粒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.5
～2份
[0009]季铵盐修饰丙烯酰胺改性
MQ
型硅树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
～
20
份
[0010]乙醇
/
水混合液
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40
～
60
份
。
[0011]进一步的，软性纳米颗粒通过如下步骤制备：
[0012](1)
将纳米二氧化硅通过超声处理至少
30min
使其分散在乙醇溶液中；
[0013](2)
将氨基吡啶单体溶于
N,N
‑
二甲基甲酰胺中；
[0014](3)
在通有氮气保护条件的反应釜中，将步骤
(1)
制备的纳米二氧化硅
/
乙醇溶液
、
步骤
(2)
制备的氨基吡啶的
N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液，具有氨基的硅烷偶联剂
、
琥珀酸酐依次加入，并在
60
～
70℃
条件下反应
10
～
16h
；
[0015](4)
通过离心操作收集反应产物中的纳米颗粒，并通过多次乙醇清洗以除去残留反应物，自然挥发干燥后获得羧基基团修饰的纳米二氧化硅，即软性纳米颗粒
。
[0016]具体的，所述纳米二氧化硅，其粒径值
≤200nm。
[0017]具体的，所述纳米二氧化硅
/
乙醇溶液中，纳米二氧化硅和乙醇的重量比为1：
30。
[0018]具体的，所述氨基吡啶选自2‑
氨基吡啶
、4
‑
氨基吡啶
、4
‑
甲氨基吡啶中的一种
。
[0019]具体的，所述氨基吡啶的
N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液中，氨基吡啶和
N,N
‑
二甲基甲酰胺的重量比为1：
10。
[0020]具体的，所述具有氨基的硅烷偶联剂选自
(3
‑
氨丙基
)
三乙氧基硅烷
、N
‑
(
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基
)
甲基二甲氧基硅烷
、
环己氨基丙基三甲氧基硅烷
、
二乙氨基甲基三乙氧基硅烷中的一种
。
[0021]具体的，所述琥珀酸酐选自苯基琥珀酸酐
、
丁基琥珀酸酐
、2
‑
甲基琥珀酸酐
、2
，2‑
二甲基琥珀酸酐中的一种
。
[0022]具体的，所述纳米二氧化硅
/
乙醇溶液
、
氨基吡啶的
N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液
、
具有氨基的硅烷偶联剂
、
琥珀酸酐按照重量比
(60
～
100)
：
(10
～
20)
：
(5
～
10)
：
(2
～
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：软性纳米颗粒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.5
～2份季铵盐修饰丙烯酰胺改性
MQ
型硅树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
～
20
份乙醇
/
水混合液
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
40
～
60
份；其中，软性纳米颗粒通过如下步骤制备：
(1)
将纳米二氧化硅超声处理使其分散在乙醇溶液中；
(2)
在通有氮气保护条件的反应釜中，将步骤
(1)
制备的纳米二氧化硅
/
乙醇溶液
、
氨基吡啶的
N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液
、
具有氨基的硅烷偶联剂
、
琥珀酸酐依次加入，并在
60
～
70℃
条件下反应
10
～
16h
；
(3)
通过离心操作收集反应产物中的纳米颗粒，并通过多次乙醇清洗以除去残留反应物，自然挥发干燥后获得软性纳米颗粒
。2.
如权利要求1所述的基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料，其特征在于，所述纳米二氧化硅
/
乙醇溶液中，纳米二氧化硅和乙醇的重量比为1：
30。3.
如权利要求1所述的基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料，其特征在于，所述氨基吡啶的
N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液中，氨基吡啶和
N,N
‑
二甲基甲酰胺的重量比为1：
10。4.
如权利要求1所述的基于内在亲和性的污损释放型海洋防污涂料，其特征在于，所述具有氨基的硅烷偶联剂选自
(3
‑
氨丙基
)
三乙氧基硅烷
、N
‑
(
β
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基
)
甲基二甲氧基硅烷
、
环己氨基丙基三甲氧基硅烷
、
二乙氨基甲基三乙氧基硅烷中的一种
。5.
如权利要求1所述的基于内在亲和性的污损释放型海洋防污...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴淼，李梦雨，陈璐璐，孔俊俊，袁凤，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：