【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋防污技术、水下涂料防护，特别涉及一种基于亲和协同效果的有机硅海洋防污涂料。
技术介绍
1、海洋生物污损是指海洋污损生物对浸没海水的基材表面粘附和生长的过程。广袤的海洋环境具有超过4000多种污损生物。生物污损会造成金属基材的腐蚀和非金属基材的降解，因此对船舶等海洋工业设施造成严重的危害。目前，普遍采用涂刷海洋防污涂料的方式来解决污损粘附。
2、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。
3、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
1、为了解决低表面能有机硅海洋防污涂料固化后与基材结合力差等缺陷，本专利技术目的在于提供一种基于亲和协同效果的有机硅海洋防污涂料。通过羧基修饰的软性纳米粒子与季铵盐修饰固化剂产生的正电荷效应实现亲和协同效果。基于
2、本专利技术是通过以下技术方案实施的：
3、本专利技术所述一种基于亲和协同效果的有机硅海洋防污涂料，以重量份数计，包括如下组分：
4、
5、其中，所述修饰纳米粒子通过如下步骤制备：
6、(1)将纳米二氧化硅超声处理使其分散在乙醇溶液中；
7、(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12～20h；
8、(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修饰纳米颗粒。
9、进一步的，所述纳米二氧化硅，其粒径值≤200nm。
10、进一步的，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。
11、进一步的，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。
12、进一步的，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。
13、进一步的，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、二乙氨基甲基三乙氧基硅烷中的任意一种。
14、进一步的，所述琥珀酸酐选自苯基琥珀酸酐、丁基琥珀酸酐、甲基琥珀酸酐中的任意一种。
15、进一步的，所述纳米二氧化硅/乙醇溶液、2-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(50～100)：(10～20)：(4～10)：(2～8)混合。
16、进一步的，所述疏水有机硅树脂选自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，且粘度低于5000mpa·s。
17、进一步的，所述颜填料没有特别限制，常用于海洋防污涂料制备的颜填料均可以选用。
18、具体的，所述颜填料选自但不限于重钙粉，滑石粉，硫酸钡，钛白粉，高岭土中的至少一种。
19、进一步的，所述助剂选自分散剂、消泡剂、流平剂中的至少一种。
20、具体的，所述分散剂为毕克公司byk141、byk163，德谦公司903、931中的任意一种。
21、具体的，所述消泡剂选自毕克公司byk065、byk066n，德谦公司6500、6600中的任意一种。
22、具体的，所述流平剂为毕克公司byk349、byk377，德谦公司835、837中的任意一种。
23、进一步的，所述交联固化剂组分由季铵盐修饰固化剂和丙酮按照重量比1：2组成，其中，所述季铵盐修饰固化剂通过如下步骤制备：
24、(1)在通有氮气保护条件下的反应釜中，将具有烯烃基团的硅氧烷单体、阳离子单体、丙烯酰胺类单体、乙醇/水混合液、偶氮二异丁腈依次加入，并在室温下混合至少10min；
25、(2)升温至55～65℃，持续反应10～16h；
26、(3)通过离心操作收集反应产物中的下层聚合物，并使用水清洗并多次离心以除去残留反应物，然挥发干燥后即得季铵盐修饰固化剂。
27、具体的，所述具有烯烃基团的硅氧烷单体选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氧基硅烷中的任意一种。
28、具体的，所述阳离子单体选自[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、n-(2-丙烯酰氧乙基)-n-苄基-n,n-二甲基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵中的任意一种。
29、具体的，所述丙烯酰胺类单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基丙烯酰胺、n-苯基甲基丙烯酰胺、n-叔丁基丙烯酰胺中的任意一种。
30、具体的，所述乙醇/水混合液中，乙醇和水的重量比为1：1。
31、具体的，所述具有烯烃基团的硅氧烷单体、阳离子单体、丙烯酰胺类单体、乙醇/水混合液按照重量比(3～10)：(2～5)：(1～5)：(40～60)混合。
32、具体的，所述偶氮二异丁腈为自由基共聚合反应中常见的引发剂，其反应时的添加量无特殊要求，按照常规添加量添加即可，优选的，所述偶氮二异丁腈可以按照反应物总重量比1％进行添加。
33、进一步的，所述交联催化剂组分由催化剂和乙酰丙酮按照重量份数比1：1混合，其中，所述催化剂选自二月硅酸二丁基锡，辛酸亚锡，有机铋中的任意一种。
34、本专利技术所述的一种亲和协同效果的有机硅海洋防污涂料的制备方法，可以根据海洋防污涂料的常规制备工艺进行，无特殊要求。
【技术保护点】
1.一种基于亲和协同效果的有机硅海洋防污涂料，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
2.如权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，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所述的防污涂料，其特征在于，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所述的防污涂料，其特征在于，具有氨基的硅烷偶联剂选自环己氨基丙基三甲氧基硅烷、二乙氨基甲基三乙氧基硅烷、(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷中的任意一种。
5.如权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，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(50～100)：(10～20)：(4～10)：(2～8)混合。
6.如权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，所述交联固化组分由季铵盐修饰固化剂和丙酮按照重量比1：2组成，其中，所述季铵盐修饰固化剂通过如下步骤制备：
7.如权利要求6所
8.如权利要求6所述的防污涂料，其特征在于，具有烯烃基团的硅氧烷单体、阳离子单体、丙烯酰胺类单体、乙醇/水混合液按照重量比(3～10)：(2～5)：(1～5)：(40～60)混合。
9.如权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，交联催化剂组分由催化剂和乙酰丙酮按照重量份数比1：1混合，其中，所述催化剂选自二月硅酸二丁基锡，辛酸亚锡，有机铋中的任意一种。
10.一种基于亲和协同效果的有机硅海洋防污涂层，其特征在于，由如权利要求1-9任一所述的防污涂料涂装得到。
...【技术特征摘要】
1.一种基于亲和协同效果的有机硅海洋防污涂料，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
2.如权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，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所述的防污涂料，其特征在于，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所述的防污涂料，其特征在于，具有氨基的硅烷偶联剂选自环己氨基丙基三甲氧基硅烷、二乙氨基甲基三乙氧基硅烷、(3-氨丙基)三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷中的任意一种。
5.如权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，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(50～100)：(10～20)：(4～10)：(2～8)混合。
6.如权利要求1所述的防污涂料，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴淼，陈璐璐，李梦雨，王玉丰，黄仁亿，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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