[發明專利]一種水性無毒耐久型氟硅防污涂料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910195064.4
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN110003765B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 暴峰;嚴凡
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D167/00;C09D175/04;C09D133/16;C09D127/18;C09D5/16;C09D7/61
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;官群

本發明涉及一種水性無毒耐久型氟硅防污涂料及其制備方法與應用，其制備方法如下：1)制備有機硅改性環氧樹脂：將有機硅與環氧樹脂混合，加入催化劑反應得到有機硅改性環氧樹脂EP?Si；2)制備乳化劑：將聚乙二醇與環氧樹脂混合，加入催化劑反應得到乳化劑EP?PEG；3)制備水性環氧乳液：將乳化劑EP?PEG與有機硅改性環氧樹脂EP?Si混合，升溫至50～100℃，加入助溶劑和去離子水，充分乳化后得到水性環氧乳液；4)配制水性無毒耐久型氟硅防污涂料。本發明提供的水性無毒耐久型氟硅防污涂料附著力高、耐久性和防污性能好。

技術領域

本發明屬于水性環保涂料技術領域，具體涉及一種可用于海洋船舶防污及海洋工程的水性無毒氟硅防污涂料。

背景技術

海水中含有多種金屬鹽，對海洋工程如深海漁場鋼架結構涂層具有腐蝕性，經過一段時間的海水浸泡，涂料大多會產生脫落和開裂，露出底層的鋼架結構，海水與鋼架結構形成原電池層，加速表層鋼面的腐蝕，長此以往，會對深海漁場等海洋工程的安全造成很大的威脅。

另外，海洋生物附著產生的污染對船舶和海洋工程建筑來說是一個非常頭疼的問題，能夠引起大面積生物附著的生物污染一般是因為藤壺、硅藻、貽貝等大型藻類以及原生動物個體附著在船舶表面，難以用船速提升來沖掉此類大面積海洋附著，海洋生物附著增加了船舶和深海漁場的重量，從而造成船舶燃油耗費增加、深海漁場需要大量的人力和物力進行除污工作。

目前深海漁場在建造的過程中使用的超強耐磨漆，主要目的是提高其在海水中的耐腐蝕性能和耐摩擦性能，并不具有防污性能，需要配置相應的清洗設備和人員進行自我清洗，浪費大量的人力物力。市售的船舶防污涂料都是以油性為主，效果較好的有阿克蘇諾貝爾的Intelsleek1100SR、海虹老人Hempaguard高端防污涂料和Atlantic+中端防污涂料，其中1100SR和Atlantic+均采用低表面能的原理進行防污，即降低蛋白質在涂層上的附著力，來達到防污的效果，Hempaguard采用的是將有機硅水凝膠與可控的殺生劑釋放技術融合于一種涂料中，既降低了表面能，又通過殺蟲劑來殺死粘附的生物從而達到防污的目的，而殺蟲劑會對海洋生態造成破壞。

以上產品價格昂貴，均價在800元/公斤以上，大大超出了很多從事海洋建設公司的預期，增加了建造成本，并且這三種產品均是油性產品，以甲苯作為稀釋劑進行噴涂，大量的有機物揮發對施工者造成健康威脅并帶來大量的環境污染。三種涂料以低表面能來作防污性能的主要依靠，然而在提高表面防污性能的同時，也降低了防污涂料的附著力，需要噴涂吸附力好的環氧底層，大大提高了整個船體的成本。另外，三種防污涂料都是用含氟含硅烯烴作為主要交聯成分，使用過氧化物引發自由基聚合，得到的涂層具有一定的脆性，在實際海運的過程中邊緣地段容易磨損脫落。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種附著力高、耐久性和防污性能好的水性無毒氟硅防污涂料及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

提供一種水性無毒耐久型氟硅防污涂料，其制備方法如下：

1)制備有機硅改性環氧樹脂：將具有下式Ⅰ的有機硅與環氧樹脂按基團摩爾比X：環氧基＝1～2：1混合，加入催化劑反應(羥基和環氧基或者環氧上的羥基與有機硅所含有的胺丙基反應)得到有機硅改性環氧樹脂EP-Si；

其中X為-OH、-NH₂或-COOH，R₁，R₂和R₃通式為-O-(CH₂)_m-H，R₄通式為-O-(CH₂)_m-，m為0-20的整數，R₁，R₂和R₃中的m可以相同或不同；