[發明專利]一種無毒生物防污減阻復合涂層及其制備方法和基材的防污減阻處理方法

有效

• 申請號: 201210126403.1
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102642356A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 汪家道;曹杉;陳皓生;陳大融
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B32B27/06
• 分類號: B32B27/06;B32B27/18;B32B33/00;C09D163/00;C09D175/04;C09D161/20;C09D167/00;C09D133/00;C09D127/12;C09D183/04;C09D183/08;C09D7/12;C09D5/22
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 梁朝玉;尚志峰

技術領域

本發明涉及生物防污減阻涂層、該生物防污減阻涂層的制備方法，以及表面的防污減阻處理方法，更具體而言，涉及一種含夜光粉的無毒生物防污減阻復合涂層、該種含夜光粉的無毒生物防污減阻復合涂層的制備方法，以及采用該含夜光粉的無毒生物防污減阻復合涂層進行基材表面的防污減阻處理的方法。?

背景技術

在水下，各種基體的底表面上，各種有機生命體(例如微生物、石莼、藤壺等等)的附著與生長、繁殖都帶來諸多弊端，這種現象統稱為生物污損。例如海洋環境中的生物污損會導致艦艇能耗增加、航速降低、效率降低，以及各種腐蝕的加重等等。不論從民用、商用還是軍用，海洋防污問題均是海洋工程的重要課題。海洋污損對于海洋工業而言是一個巨大的障礙，因此各國學者均致力于研究能夠實現有效防污的涂層。在防污涂層的基礎上，通過減阻涂層的技術可以更好的實現提高效率、節約地球資源以及改善環境污染問題。?

針對目前海洋防污及減阻方面的要求，目前的減阻手段主要包括仿荷葉的低表面能超疏水涂層，仿海豚的柔性涂層，以及仿粘液的高分子涂層等等。然而，這些減阻涂層應用于海洋系統的前提是需要有良好的防污效果。而針對海洋生物防污，目前的主要對策包括化學防污方法、物理防污方法及生物防污方法。其中化學方法包括采用接觸型、溶解型和自拋光型的防污涂層，其中最為有效的是自拋光型的三丁基錫(TBT)涂層，然而由于其對環境?方面具有極大危害，目前已被國際立法禁止。因而衍生出了各種其他的化學(毒殺)防污方法，例如用銅的化合物、鋅的化合物取代含錫涂層等等。然而，各類化學方法總會對環境產生不良影響，因此研究無毒而又有效的廣譜防污是極其重要的。為此，各國學者一方面從材料角度出發，希冀通過低表面能材料使得附著物在水流作用下被沖洗掉；一方面從物理角度出發，通過電解或輻射等方式進行防污，或通過改變材料表面的物理特性如粗糙度、表面形貌、疏水性、zeta電位等進行防污；最后一方面是從生物角度出發，提純各種生物代謝物或酶從而對生物污損進行抑制。目前而言，物理方法仍停留在實驗室階段，并且缺少相關的理論指導。而生物方法如酶解法雖然有較廣泛的防污潛力，但其仍然缺少應用方面的實驗證據。因此，理想意義上無毒而又廣譜有效的防污手段尚待研發。?

水下減阻方面，目前主要對策包括柔順壁面減阻、疏水表面減阻，肋條減阻，隨行波表面減阻等。然而大部分的減阻技術或受制于傳統的加工手段，或僅限于低流速和微流道的使用條件，都無法得到廣泛的工業應用。因此，加工工藝簡單，成本低廉且效果好的減阻手段尚待研發。?

發明內容

為解決現有技術中海洋防污涂層不環保、效率不高、制作和維護成本高、缺少減阻性能等技術問題或者至少之一，本發明提供了一種無毒生物防污減阻復合涂層，其特征在于，依次包括：底漆涂層、夜光粉涂層和保護涂層，所述保護涂層位于所述無毒生物防污減阻復合涂層的表層，所述底漆涂層位于所述無毒生物防污減阻復合涂層的底層，所述夜光粉涂層位于所述保護涂層和所述底漆涂層之間，且所述保護涂層的表面具有微米級的凹坑結構。?

在上述技術方案中，優選地，所述底漆涂層的各組份及各組份的重量百分比含量為：帶有顏料的樹脂基料65～80％，稀釋劑12～20％，固化劑?8～15％。?

進一步，所述帶有顏料的樹脂基料包括帶有白色顏料的樹脂基料或者帶有黃色顏料的樹脂基料。?

所述帶有白色顏料的樹脂基料為環氧樹脂、聚氨酯樹脂、氨基清漆、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂或氟碳樹脂中的任一種。?

在上述技術方案中，優選地，所述夜光粉涂層的各組份及各組份的重量百分比含量為：樹脂基料40％～70％，稀釋劑10～15％，固化劑5～8％，夜光粉15～40％。?

進一步，所述樹脂基料包括低表面能樹脂基料，所述低表面能樹脂基料具有透光性，所述夜光粉包括由稀土元素激發的無毒無放射的堿土硅鋁酸鹽。?

所述低表面能樹脂基料的酸堿度為中性或者弱堿性。?

所述低表面能樹脂基料為氟碳樹脂、有機硅樹脂或氟硅樹脂中的任一種。?

在上述技術方案中，優選地，所述保護涂層的各組份及各組份的重量百分比含量為：樹脂基料65％～80％，稀釋劑12～20％，固化劑8～15％。?

進一步，所述樹脂基料包括低表面能樹脂基料，且所述低表面能樹脂基料具有透光性。?

所述低表面能樹脂基料的酸堿度為中性或者弱堿性。?

所述低表面能樹脂基料為氟碳樹脂、有機硅樹脂或氟硅樹脂中的任一種。?

本發明還提供了一種無毒生物防污減阻復合涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：?