本发明专利技术提供了一种无毒生物防污减阻复合涂层，依次包括：底漆涂层、夜光粉涂层和保护涂层，保护涂层位于表层，底漆涂层位于底层，夜光粉涂层位于保护涂层和底漆涂层之间，且所述无毒生物防污减阻复合涂层的表面具有微米级的凹坑结构。本发明专利技术还提供了该复合涂层的制备方法和对基材的表面进行防污减阻处理的方法。按照本发明专利技术制成的无毒生物防污减阻复合涂层，因夜光粉可提供环境照明，从而利用光抑制效应降低海洋生物的附着，且本发明专利技术采用的夜光粉无毒无放射，减小了对环境的不良作用；另一方面，所述复合涂层表面为具有微米级的凹坑结构，可改变近壁面的流场，实现减阻并与上述防污方法实现耦合，实现防污和减阻功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物防污减阻涂层、该生物防污减阻涂层的制备方法，以及表面的防污减阻处理方法，更具体而言，涉及一种含夜光粉的无毒生物防污减阻复合涂层、该种含夜光粉的无毒生物防污减阻复合涂层的制备方法，以及采用该含夜光粉的无毒生物防污减阻复合涂层进行基材表面的防污减阻处理的方法。
技术介绍
在水下，各种基体的底表面上，各种有机生命体(例如微生物、石莼、藤壶等等)的附着与生长、繁殖都带来诸多弊端，这种现象统称为生物污损。例如海洋环境中的生物污损会导致舰艇能耗增加、航速降低、效率降低，以及各种腐蚀的加重等等。不论从民用、商用还是军用，海洋防污问题均是海洋工程的重要课题。海洋污损对于海洋工业而言是一个巨大的障碍，因此各国学者均致力于研究能够实现有效防污的涂层。在防污涂层的基础上，通过减阻涂层的技术可以更好的实现提高效率、节约地球资源以及改善环境污染问题。针对目前海洋防污及减阻方面的要求，目前的减阻手段主要包括仿荷叶的低表面能超疏水涂层，仿海豚的柔性涂层，以及仿粘液的高分子涂层等等。然而，这些减阻涂层应用于海洋系统的前提是需要有良好的防污效果。而针对海洋生物防污，目前的主要对策包括化学防污方法、物理防污方法及生物防污方法。其中化学方法包括采用接触型、溶解型和自抛光型的防污涂层，其中最为有效的是自抛光型的三丁基锡(TBT)涂层，然而由于其对环境方面具有极大危害，目前已被国际立法禁止。因而衍生出了各种其他的化学(毒杀)防污方法，例如用铜的化合物、锌的化合物取代含锡涂层等等。然而，各类化学方法总会对环境产生不良影响，因此研究无毒而又有效的广谱防污是极其重要的。为此，各国学者一方面从材料角度出发，希冀通过低表面能材料使得附着物在水流作用下被冲洗掉；一方面从物理角度出发，通过电解或辐射等方式进行防污，或通过改变材料表面的物理特性如粗糙度、表面形貌、疏水性、zeta电位等进行防污；最后一方面是从生物角度出发，提纯各种生物代谢物或酶从而对生物污损进行抑制。目前而言，物理方法仍停留在实验室阶段，并且缺少相关的理论指导。而生物方法如酶解法虽然有较广泛的防污潜力，但其仍然缺少应用方面的实验证据。因此，理想意义上无毒而又广谱有效的防污手段尚待研发。水下减阻方面，目前主要对策包括柔顺壁面减阻、疏水表面减阻，肋条减阻，随行波表面减阻等。然而大部分的减阻技术或受制于传统的加工手段，或仅限于低流速和微流道的使用条件，都无法得到广泛的工业应用。因此，加工工艺简单，成本低廉且效果好的减阻手段尚待研发。
技术实现思路
为解决现有技术中海洋防污涂层不环保、效率不高、制作和维护成本高、缺少减阻性能等技术问题或者至少之一，本专利技术提供了一种无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，依次包括底漆涂层、夜光粉涂层和保护涂层，所述保护涂层位于所述无毒生物防污减阻复合涂层的表层，所述底漆涂层位于所述无毒生物防污减阻复合涂层的底层，所述夜光粉涂层位于所述保护涂层和所述底漆涂层之间，且所述保护涂层的表面具有微米级的凹坑结构。在上述技术方案中，优选地，所述底漆涂层的各组份及各组份的重量百分比含量为带有颜料的树脂基料65 80%，稀释剂12 20%，固化剂8 15%。进一步，所述带有颜料的树脂基料包括带有白色颜料的树脂基料或者带有黄色颜料的树脂基料。所述带有白色颜料的树脂基料为环氧树脂、聚氨酯树脂、氨基清漆、聚酯树脂、丙烯酸树脂或氟碳树脂中的任一种。在上述技术方案中，优选地，所述夜光粉涂层的各组份及各组份的重量百分比含量为树脂基料40% 70%，稀释剂10 15%，固化剂5 8%，夜光粉15 40%。进一步，所述树脂基料包括低表面能树脂基料，所述低表面能树脂基料具有透光性，所述夜光粉包括由稀土元素激发的无毒无放射的碱土硅铝酸盐。所述低表面能树脂基料的酸碱度为中性或者弱碱性。所述低表面能树脂基料为氟碳树脂、有机硅树脂或氟硅树脂中的任一种。在上述技术方案中，优选地，所述保护涂层的各组份及各组份的重量百分比含量为树脂基料65% 80%，稀释剂12 20%，固化剂8 15%。进一步，所述树脂基料包括低表面能树脂基料，且所述低表面能树脂基料具有透光性。所述低表面能树脂基料的酸碱度为中性或者弱碱性。所述低表面能树脂基料为氟碳树脂、有机硅树脂或氟硅树脂中的任一种。本专利技术还提供了一种无毒生物防污减阻复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤步骤I :按照重量百分比，取65 80%带有颜料的树脂基料，12 20%的稀释剂，溶合在一起制得溶合液；将所得到的所述溶合液进行充分的均匀搅拌，再加入重量百分比为8 15%的固化剂，搅拌后涂于基材表面固化后形成所述底漆涂层；步骤2 :按照重量百分比，取10 15%的稀释剂和15 40%的夜光粉，进行充分的均匀搅拌；之后加入重量百分比为40 70%的树脂基料，继续充分搅拌，最后加入重量百分比为5 8%的固化剂，搅拌后涂于所述底漆涂层上固化后形成所述夜光粉涂层；步骤3 :按照重量百分比，取65 80%的树脂基料和12 20%的稀释剂，进行充分的均匀搅拌；之后加入重量百分比为8 15%的固化剂，搅拌后涂于所述夜光粉涂层之上形成未固化的所述保护涂层。步骤4 :在室温下，向步骤3得到的未固化的所述保护涂层表面喷洒盐溶液液滴；再将所述保护涂层的表面置于干燥无粉尘的环境下进行固化24小时以上，形成嵌有结晶颗粒的固化漆膜；最后将所述固化漆膜用清水清洗，直至所述结晶颗粒全部溶解；则形成带微米级凹坑结构的所述保护涂层，制得所述无毒生物防污减阻复合涂层。 在上述技术方案中，优选地，所述带有颜料的树脂基料包括带有白色颜料的树脂基料或者带有黄色颜料的树脂基料，所述带有白色颜料的树脂基料包括环氧树脂、聚氨酯树脂、氨基清漆、聚酯树脂、丙烯酸树脂、氟碳树脂中的任一种。在上述技术方案中，优选地，所述树脂基料包括低表面能树脂基料，所述低表面能树脂基料具有透光性，且所述低表面能树脂基料的酸碱度为中性或者弱碱性。进一步，所述低表面能树脂基料为氟碳树脂、有机硅树脂及氟硅树脂中的任一种。在上述技术方案中，优选地，所述夜光粉包括由稀土元素激发的无毒无放射的碱土硅铝酸盐，所述盐溶液的摩尔浓度为I 6mol/L、直径为5 50 μ m 。本专利技术还提供了一种基材的防污减阻处理方法，其特征在于，包括以下步骤步骤101 :按照重量百分比，取65 80%带有颜料的树脂基料，12 20%的稀释齐U，溶合在一起制得溶合液；将所得到的所述溶合液进行充分的均匀搅拌，再加入重量百分比为8 15%的固化剂，搅拌后均匀涂于待防污的所述基材的表面，得到带有底漆涂层的基材；步骤102 :在室温下，将所述得到带有底漆涂层的基材的表面置于干燥无粉尘的环境下进行固化24小时以上；步骤103 :按照重量百分比，取10 15%的稀释剂和15 40%的夜光粉，进行充分的均匀搅拌；之后加入重量百分比为40 70%的树脂基料，继续充分搅拌，最后加入重量百分比为5 8%的固化剂，搅拌后均匀涂于所述带有底漆涂层的基材之上，得到带有底漆涂层和夜光粉涂层的基材；步骤104 :在室温下，将所述带有底漆涂层和夜光粉涂层的基材的表面置于干燥无粉尘的环境下进行固化24小时以上；步骤105 :按照重量百分比，取65 80%的树脂基料和12 20%的稀释剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2012.02.24 CN 201210044795.71.一种无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，依次包括底漆涂层、夜光粉涂层和保护涂层，所述保护涂层位于所述无毒生物防污减阻复合涂层的表层，所述底漆涂层位于所述无毒生物防污减阻复合涂层的底层，所述夜光粉涂层位于所述保护涂层和所述底漆涂层之间，且所述无毒生物防污减阻复合涂层的表面具有微米级的凹坑结构。2.根据权利要求I所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述底漆涂层的各组份及各组份的重量百分比含量为带有颜料的树脂基料65 80%，稀释剂12 20%，固化剂8 15%。3.根据权利要求2所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述带有颜料的树脂基料包括带有白色颜料的树脂基料或者带有黄色颜料的树脂基料。4.根据权利要求3所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述带有白色颜料的树脂基料为环氧树脂、聚氨酯树脂、氨基清漆、聚酯树脂、丙烯酸树脂或氟碳树脂中的任一种。5.根据权利要求I所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述夜光粉涂层的各组份及各组份的重量百分比含量为树脂基料40 % 70%，稀释剂10 15%，固化剂5 8%，夜光粉15 40%。6.根据权利要求5所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述树脂基料包括低表面能树脂基料，所述低表面能树脂基料具有透光性，所述夜光粉包括由稀土元素激发的无毒无放射的碱土硅铝酸盐。7.根据权利要求6所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述低表面能树脂基料的酸碱度为中性或者弱碱性。8.根据权利要求7所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述低表面能树脂基料为氟碳树脂、有机硅树脂或氟硅树脂中的任一种。9.根据权利要求I所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述保护涂层的各组份及各组份的重量百分比含量为树脂基料65 80%，稀释剂12 20%，固化剂8 15%。10.根据权利要求9所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述树脂基料包括低表面能树脂基料，且所述低表面能树脂基料具有透光性。11.根据权利要求10所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述低表面能树脂基料的酸碱度为中性或者弱碱性。12.根据权利要求11所述的无毒生物防污减阻复合涂层，其特征在于，所述低表面能树脂基料为氟碳树脂、有机硅树脂或氟硅树脂中的任一种。13.一种无毒生物防污减阻复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤I :按照重量百分比，取65 80 %带有颜料的树脂基料，12 20 %的稀释剂，溶合在一起制得溶合液；将所得到的所述溶合液进行充分的均匀搅拌，再加入重量百分比为8 15%的固化剂，搅拌后涂于基材表面固化后形成所述底漆涂层； 步骤2 :按照重量百分比，取10 15%的稀释剂和15 40%的夜光粉，进行充分的均匀搅拌；之后加入重量百分比为40 70%的树脂基料，继续充分搅拌，最后加入重量百分比为5 8%的固化剂，涂于所述底漆涂层之上固化后形成所述夜光粉涂层； 步骤3 :按照重量百分比，取65 80%的树脂基料和12 20%的稀释剂，进行充分的均匀搅拌；之后加入重量百分比为8 15%的固化剂，涂于所述夜光粉涂层之上形成未固化的所述保护...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪家道，曹杉，陈皓生，陈大融，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。