仿粘液分泌型有机硅海洋防污涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种仿粘液分泌型有机硅海洋防污涂层及其制备方法。通过两步法制备所述涂层：通过合成改性聚硅氧烷树脂支链特殊分子结构彼此的氢键作用，确保涂层与船舶等基材牢固粘结，并可以驱动仿生粘液定向迁移释放；涂层—海水界面依然保持较低的表面自由能和弹性模量，且仿生粘液可以持续稳定的析出，定向析出的仿生粘液可以进一步提升涂层的防污表现。该涂层在高效防污的同时，有效克服了传统有机硅海洋防污涂料与基材粘结力差的缺点。有机硅海洋防污涂料与基材粘结力差的缺点。

【技术实现步骤摘要】
仿粘液分泌型有机硅海洋防污涂层及其制备方法


[0001]本专利技术隶属环境友好型海洋防污涂料
，特别涉及一种与基材具有优异粘结效果的仿粘液分泌型有机硅海洋防污涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]海洋生物污损是指海洋污损生物对浸没海水的物体表面非选择性黏附生长的过程，是目前世界各国发展海洋及海事工业面临的重大难题，而涂刷海洋防污涂料是解决这一问题最便捷、有效的手段。
[0003]传统的海洋防污涂料在防治海洋污损黏附的同时，带来的大量的污染及危害，目前已逐渐被世界各国禁止使用。基于环境友好要求的新型海洋防污涂料，在防治海洋污损生物的同时，不会对海洋环境产生威胁，目前成为世界各国发展的重点。
[0004]有机硅海洋防污涂料隶属环境友好型污损释放防污涂料领域，基于较低的表面自由能和较低的弹性模量，借助船舶运动与海水间的相对运动，实现污损生物的防治和不牢固黏附污损生物的脱除，具有很大的应用前景。
[0005]然而，有机硅海洋防污涂料目前存在与基材粘结性差，无法在静水环境中有效防污等缺点亟需改善。目前，针对鱼类及鲸鱼等大型海洋生物的仿生研究表明，大型海洋生物体自内向外持续分泌粘液润湿皮肤表面，并借助分泌的粘液实现对黏附污损生物的包裹和脱除。这种基于仿生防污机制而研发的相关仿生粘液分泌型海洋防污涂料目前已经有了有益的进展。然而这种仿粘液分泌型的海洋防污涂料普遍存在仿生粘液无序迁移释放，从而导致涂层与基材粘结性能下降等使用问题。目前，相关涂料的推广和使用收到很大的限制。

技术实现思路
/>[0006]针对污损释放型有机硅防污涂层需要海水剪切运动才能实现黏附污损生物脱除、静水环境中防污效果差等缺点，而仿生粘液分泌型防污涂层仿生粘液无序析出导致涂层与基材粘结力差等问题，本专利技术提供了一种涂层与基材具有优异的粘结力并能够驱动仿生粘液定向迁移并在涂层—海水界面释放的环境友好型海洋防污涂层。通过粘结层氢键作用实现与基材的牢固粘结以及对仿生粘液的定向迁移驱动，而防污层较低的表面自由能，较低的弹性模量以及析出的仿生粘液可以确保涂层具有优异的防污表现。更重要的是，粘结层和防污层在固化过程中，基于“相似相容”机制实现聚合物互穿网络缠绕，固化后的涂层其粘结组织和防污组织牢固融合，确保涂层长久的使用性能。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种仿粘液分泌型有机硅海洋防污涂料，包括粘结、防污两个组份，其中，粘结组份构成防污涂层的粘结组织，防污组份构成防污涂层的防污组织；
[0008]其中，粘结组份按照重量份计，其包括：
[0009][0010]防污组份按照重量份计，包括：
[0011][0012]作为优选方案，具有烯烃基和硫脲基的单体选自N
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烯丙基硫脲、1，3
‑
二烯硫脲、4
‑
(3
‑
烯丙基硫脲基)苯甲酰胺、4
‑
丙烯基硫代胺基脲、1
‑
烯丙基
‑3‑
(4
‑
丁基苯基)硫脲中的一种。
[0013]作为优选方案，具有醚基的(甲基)丙烯酰氧基单体选自丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、丙烯酸
‑2‑
甲氧乙基酯、丙烯酸
‑2‑
苯氧基乙基酯、甲基丙烯酸2
‑
苯氧乙酯、2
‑
甲基
‑
2丙烯酸
‑2‑
(2
‑
甲氧基乙氧基)乙酯中的一种。
[0014]作为优选方案，具有烯烃基的MQ型硅树脂为甲基乙烯基MQ型硅树脂，其中，甲基乙烯基MQ型硅树脂满足：M：Q>1.3：1，且在0℃以上条件下为液体。
[0015]作为优选方案，引发剂选自本领域公知的，能够引发自由基聚合反应的引发剂，所述引发剂包括但不限于偶氮二异丁腈。
[0016]作为优选方案，溶剂A选择乙醇、甲醇、异丙醇、乙二醇中的一种。
[0017]作为优选方案，有机硅疏水树脂选自黏度2000～5000mPa
·
s的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一种。
[0018]作为优选方案，仿生粘液为非反应性的惰性硅油，所述非反应性的惰性硅油选自常温下运动黏度在10～50cSt的甲基硅油，常温下运动黏度在50～200cSt的苯基甲基硅油，常温下运动黏度在70～100cSt的烷基硅油中的一种。
[0019]作为优选方案，颜填料选自碳酸钙、三氧化二铁、二氧化钛、高岭土、硫酸钡、氧化锌、电气石、氧化亚铜中的一种。
[0020]作为优选方案，助剂选自流平剂、消泡剂、润湿分散剂中的一种或几种。
[0021]具体的，流平剂选自毕克公司BYK349、BYK377、德谦公司835、837中的一种；消泡剂选自毕克公司BYK065、BYK066N、德谦公司6500、6600中的一种；润湿分散剂选自毕克公司BYK161、BYK163、德谦公司901、903中的一种。
[0022]作为优选方案，固化剂选自正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅
烷、甲基三丁酮肟基硅烷中的一种。
[0023]作为优选方案，溶剂B选自甲苯、二甲苯、丁酮、乙酸乙酯中的一种。
[0024]作为优选方案，催化剂组分由催化剂和溶剂C按照重量比(2.0～5.0)：(5.0～15.0)通过常规方法混合组成，其中，催化剂选自常规用于硅氧烷交联固化反应的催化剂，催化剂选自二月硅酸二丁基锡、辛酸亚锡、有机铋中的一种；溶剂C选自乙酰丙酮、丙酮、丁酮中的一种。
[0025]本专利技术还提供一种仿粘液分泌型有机硅海洋防污涂料的制备方法，由如下步骤制备：
[0026](1)在接有氮气保护和冷凝回流装置反应釜中，将具有烯烃基和硫脲基单体、具有醚基的(甲基)丙烯酰氧基单体、具有烯烃基的MQ型硅树脂和一半重量份的溶剂A在45～70℃条件下混合均匀，随后加入引发剂，并在一定反应温度下充分反应；
[0027](2)降低温度至5～10℃，将剩余一半重量份的溶剂A加入到反应釜中并混合30～60min，随后在氮气保护状态下静置6～8h，取下层不透明高粘度液体获得粘结组份，密封保存；
[0028](3)将有机硅疏水树脂、仿生粘液、助剂、固化剂、溶剂B加入到分散机中，在500～1000rpm中分散30～60min，随后将颜填料加入到分散机，分散30～60min获得预分散浆料，随后将预分散浆料密封静置保存至少24h；
[0029](4)涂装前，将步骤(3)的预分散浆料和催化剂组分采用常规方法混合均匀，即得防污组份。
[0030]作为优选方案，步骤(1)中，在一定反应温度下充分反应，没有具体的限定，可以根据引发剂的种类及特性进行调节，例如，选择偶氮二异丁腈作为引发剂，在45～75℃下反应3～5h，具体参数可以根据实际操作进行调节，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿粘液分泌型有机硅海洋防污涂料，其特征在于，包括粘结、防污两个组份，其中，粘结组份按照重量份计，其包括：具有烯烃基和硫脲基的单体
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5.0~10.0份具有醚基的（甲基）丙烯酰氧基单体
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10.0~20.0份具有烯烃基的MQ型硅树脂
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55.0~80.0份引发剂
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0.2~1.0份溶剂A
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80.0~120.0份；防污组份按照重量份计，包括：有机硅疏水树脂
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80.0~100.0份仿生粘液
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5.0~20.0份颜填料
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0.0~30.0份助剂
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0.0~2.0份固化剂
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5.0~10.0份溶剂B
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10.0~20.0份；催化剂组分
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15.0~30.0份。2.如权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，具有烯烃基和硫脲基的单体选自N
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烯丙基硫脲、1，3
‑
二烯硫脲、4
‑
（3
‑
烯丙基硫脲基）苯甲酰胺、4
‑
丙烯基硫代胺基脲、1
‑
烯丙基
‑3‑
（4
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丁基苯基）硫脲中的一种。3.如权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，具有醚基的（甲基）丙烯酰氧基单体选自丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、丙烯酸
‑2‑
甲氧乙基酯、丙烯酸
‑2‑
苯氧基乙基酯、甲基丙烯酸2
‑
苯氧乙酯、2
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甲基
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2丙烯酸
‑2‑
（2
‑
甲氧基乙氧基）乙酯中的一种。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴淼，李梦雨，李嘉祥，孙志诚，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：