【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防护涂层，尤其涉及一种基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料及其涂层和应用。
技术介绍
1、发展海洋经济、建设海洋强国是我国当前的重要发展战略。但是人们在利用海洋资源的过程中往往伴随着生物污损的发生。污损生物在船体上的生长会增加表面粗糙度，导致阻力增加。生物污损还会导致涂层发生降解，增加涂层导电性，进而增加腐蚀。船舶、舰艇、鱼雷等海中航行体在海洋经济建设和海洋国防中发挥着重要的作用。航行体运行速度以及能量消耗率是评价其性能的重要指标。而运行速度和能量消耗率除了与发动机效率相关外，影响其最重要的因素就是航行体在海水中航行的阻力。因此，对全球海洋产业的发展而言，采取措施尽量减少海洋生物污染和腐蚀的影响，减少航行的阻力具有重要意义。
2、近年来，表面涂层技术作为有效策略保护航行体表面免受生物污染和腐蚀具有广泛的前景。然而，传统的涂料通常只有一个单一的功能：防污或防腐功能，并且很少考虑减阻性能。实际应用过程中，将多种功能涂层进行耦合涂覆，形成多层复合涂层是常规的选择方式，但这需要解决各涂层的相容性及界面结合问题，从而降低涂层效率、增加维护成本。
3、为了提升防护技术的综合性能、保障涂层的寿命及稳定性，有必要发展防污、防腐以及减阻功能一体化的润滑防护涂层。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料及其涂层和应用。本专利技术基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料形成的防护涂层可有效防止生物污损，防
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料，包括以下质量百分含量的组分：聚硅氮烷10～30％，长链柔性高分子化合物0.4～4％，改性二维纳米片0.1～2％，溶剂65～89％，消泡剂0.1～0.5％，分散剂0.1～0.5％，流平剂0.1～0.5％；所述长链柔性高分子化合物包括含硅长链柔性高分子化合物和/或含氟长链柔性高分子化合物。
4、优选地，所述含硅长链柔性高分子化合物和含氟长链柔性高分子化合物的数均分子量分别为1000～3000；所述含硅长链柔性高分子化合物为端基含有羟基或侧链含有羟基的硅油，所述含氟长链柔性高分子化合物为含氟聚醚多元醇。
5、优选地，所述含硅长链柔性高分子化合物包括羟基硅油、聚二乙基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和端羟基氟硅油中的一种或几种，所述含氟长链柔性高分子化合物包括全氟聚醚醇、含氟聚醚二元醇和全氟聚醚双醇中的一种或几种。
6、优选地，所述羟基硅油包括二甲基羟基硅油、羟基封端聚硅氧烷和羟丙基硅油中的一种或几种。
7、优选地，所述聚硅氮烷包括有机聚硅氮烷和/或无机聚硅氮烷。
8、优选地，所述改性二维纳米片为硅烷偶联剂改性二维纳米片，所述二维纳米片为氧化石墨烯、六方氮化硼纳米片、mxene纳米片、单层蒙脱土和片状羟基硫酸镁中的一种或几种。
9、本专利技术提供了以上技术方案所述基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
10、将所述长链柔性高分子化合物与聚硅氮烷混合，得到长链柔性高分子改性的聚硅氮烷溶液；
11、将所述长链柔性高分子改性的聚硅氮烷溶液与改性二维纳米片、溶剂、消泡剂、分散剂和流平剂混合，得到所述基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料。
12、本专利技术提供了一种基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂层，由以上技术方案所述基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料或以上技术方案所述制备方法得到的基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料涂覆到基材表面，经固化而成。
13、优选地，所述涂覆的厚度为15～40μm；所述固化的温度为室温，时间为3～7天。
14、本专利技术提供了以上技术方案所述基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂层在海中航行体表面防护中的应用。
15、本专利技术提供了一种基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料，包括以下质量百分含量的组分：聚硅氮烷10～30％，长链柔性高分子化合物0.4～4％，改性二维纳米片0.1～2％，溶剂65～89％，消泡剂0.1～0.5％，分散剂0.1～0.5％，流平剂0.1～0.5％；所述长链柔性高分子化合物包括含硅长链柔性高分子化合物和/或含氟长链柔性高分子化合物。本专利技术以si-nh-si键为重复单元的聚硅氮烷为结构主体，聚硅氮烷富含si-n-si键，极易与基材表面的-oh结合，且能与金属原子如cr和fe形成si-o-si、si-o-cr、si-o-fe共价结构，从而与金属基材之间有强的结合强度；本专利技术引入含硅和/或含氟的长链柔性高分子化合物，用以改性聚硅氮烷，长链柔性高分子具有类液体的特性，可明显降低聚硅氮烷涂层表面能、提升表面爽滑性，提升聚硅氮烷的韧性，并赋予涂层减阻、防污及防腐功能；另外，本专利技术将改性二维纳米片加入到涂层中可进一步提升涂层的防腐及耐磨性能。本专利技术提供的低表面能多功能润滑防护涂料形成的涂层可应用于船舶、水下航行器等海中航行体表面的防护，能够有效减少海洋生物的附着、防止海水腐蚀，并减小航行阻力，提升表面耐磨损性能。
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1.一种基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：聚硅氮烷10～30％，长链柔性高分子化合物0.4～4％，改性二维纳米片0.1～2％，溶剂65～89％，消泡剂0.1～0.5％，分散剂0.1～0.5％，流平剂0.1～0.5％；所述长链柔性高分子化合物包括含硅长链柔性高分子化合物和/或含氟长链柔性高分子化合物。
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述含硅长链柔性高分子化合物和含氟长链柔性高分子化合物的数均分子量分别为1000～3000；所述含硅长链柔性高分子化合物为端基含有羟基或侧链含有羟基的硅油，所述含氟长链柔性高分子化合物为含氟聚醚多元醇。
3.根据权利要求2所述的涂料，其特征在于，所述含硅长链柔性高分子化合物包括羟基硅油、聚二乙基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和端羟基氟硅油中的一种或几种，所述含氟长链柔性高分子化合物包括全氟聚醚醇、含氟聚醚二元醇和全氟聚醚双醇中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的涂料，其特征在于，所述羟基硅油包括二甲基羟基硅油、羟基封端聚硅氧烷和羟丙基硅油中的一种或几种。
...【技术特征摘要】
1.一种基于聚硅氮烷的低表面能多功能润滑防护涂料，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：聚硅氮烷10～30％，长链柔性高分子化合物0.4～4％，改性二维纳米片0.1～2％，溶剂65～89％，消泡剂0.1～0.5％，分散剂0.1～0.5％，流平剂0.1～0.5％；所述长链柔性高分子化合物包括含硅长链柔性高分子化合物和/或含氟长链柔性高分子化合物。
2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述含硅长链柔性高分子化合物和含氟长链柔性高分子化合物的数均分子量分别为1000～3000；所述含硅长链柔性高分子化合物为端基含有羟基或侧链含有羟基的硅油，所述含氟长链柔性高分子化合物为含氟聚醚多元醇。
3.根据权利要求2所述的涂料，其特征在于，所述含硅长链柔性高分子化合物包括羟基硅油、聚二乙基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和端羟基氟硅油中的一种或几种，所述含氟长链柔性高分子化合物包括全氟聚醚醇、含氟聚醚二元醇和全氟聚醚双醇中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的涂料，其特征在于，所述羟基硅油包括二甲基羟基硅油、羟基封...
【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，于波，赖道伟，李谋吉，于强亮，杨武芳，马正峰，彭振军，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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