[發明專利]一種含甜菜堿型兩性離子改性的丙烯酸酯自拋光防污涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510829915.8
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105542607A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 周峰;裴小維;吳楊;胡海媛;葉謙;楊武芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C09D133/12
• 分類號: C09D133/12;C09D5/16;C09D7/61;C08F220/14;C08F220/06;C08F212/08;C08F220/18;C08F220/38;C08F8/42
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 方曉佳

本發明公開了一種含甜菜堿型兩性離子改性的丙烯酸酯自拋光防污涂料，該涂料包括的組分及各組分在涂料中的質量百分比為：甜菜堿型兩性離子功能化的丙烯酸自拋光樹脂30%～50%；復合防污劑15%～35%；顏填料5%～15%；助劑1%～5%；有機溶劑10%～20%；所述甜菜堿型兩性離子功能化的丙烯酸自拋光樹脂的結構式為：其中，R1為H或CH3，R2表示碳數為1～4的烷基，A代表一價有機酸基，m、p、x、y為1~50的整數。本發明還公開該涂料的制備方法。本發明所述涂料成膜后，與基底具有良好鍵合能力，長期浸泡于海水中不產生裂紋和其他缺陷且能夠保持持久的光亮度。

技術領域

本發明屬于海洋防污涂料領域，涉及一種遠洋船舶、快艇、海底輸油管道用的含甜菜堿型兩性離子改性的丙烯酸酯自拋光防污涂料及其制備方法，該涂料所得涂層與基底具有良好鍵合能力兼具自拋光防污和功能兩性離子防污及污損釋放的特性。

背景技術

自然界中，任何浸潤在海水中的表面，從靜止的海底輸油管道到行駛的船舶，都會受到海水和海洋生物對其產生的腐蝕、污損等作用。其中海洋生物對其表面的污損，給石油開采工業、海洋監測儀器、海洋運輸業、海洋生態安全等海洋相關領域的發展造成了極大的危害。一方面，生物污損造成船舶與流體之間的邊界阻力增加，運行速度降低、消耗更多燃油造成能源浪費。據統計，由海洋污損導致的燃料消耗增加可達40%，而航次總成本增加可達77%。另一方面，大量不同種屬海洋生物粘附于船舶表面，造成船舶表層生物污損的同時在不同海域間自由遷徙，影響了不同海域生態平衡，對海洋生態的健康發展造成了潛在的威脅。由此可見，海洋污損產生很多的諸如經濟、能源、環境、安全等負面影響，甚至生物污損還會影響人類健康。

因此，減少和避免由于生物污損引起的能源浪費、環境威脅等問題具有非常重要的科學價值和實踐意義。早期摻雜三丁基錫（TBT）自拋光防污涂層可實現長達5年的有效防污效果，但是其中的防污組分在水中穩定且易積累，可引起一些生物體畸形，并可能進入食物鏈，成為影響人類健康和生態安全的隱患。因此海洋公約法及海洋環保機構明令禁止到2008年1月，船舶表面不再使用該類防污涂層。由此吸引了大量研究者嘗試可替代性的防污涂層的制備。目前，防止生物污損最有效的手段就是涂刷防污涂料，因而各種船舶、管道防污涂料便應運而生。在眾多防污途徑中，其中尤以無錫自拋光防污涂料和環境友好型防污涂料引人注目。無錫自拋光防污涂料(TF-SPC)采用可溶或可水解的基料，配合低毒氧化亞銅防污劑，在海水作用下，基料緩慢消蝕，不斷露出新表面，溶出防污劑，使涂膜保持光滑和防污性。TF-SPC不含有錫，又具有自拋光的特性，它既克服了原有自拋光防污涂料中因含錫而毒性高的缺點，又具有原有自拋光防污涂料使用壽命長、表面光滑的優點。盡管TF-SPC性能優異，但是存在一個問題是靜態防污劑滲出率小，不足以殺死企圖附著于船體的海洋生物。而甜菜堿型功能兩性離子樹酯可依靠自身特有的季銨鹽、磺酸根官能團，使附著在涂層表面的海洋微生物細胞壁破裂而死亡，之后在水流剪切或其他外力作用下很容易脫落，能有效避免或減緩綠藻、硅藻孢子在基底粘附形成微生物粘膜，起到防污和污損釋放的效果。因此，將甜菜堿型功能兩性離子防污效應與自拋光防污有機結合，能夠有效彌補各自的缺陷，增強防污涂料的防污性能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有的單一體系的自拋光防污涂料附著力差、靜態防污劑滲出率小、防污機理單一和水可降解性防污涂料有效防污周期短的問題。針對上述問題，本發明的目的是提供一種環境友好、多重防污、作用持久、成本低廉的含甜菜堿型兩性離子改性的丙烯酸酯自拋光防污涂料及其制備方法。