[發(fā)明專利]一種嵌入紫外LED燈珠的高透紫外防污涂層系統(tǒng)及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010009380.0
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111117477A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉超;孫佳文;段繼周
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D183/07;C09D5/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎

本發(fā)明屬于海洋防污領(lǐng)域，特別涉及一種嵌入紫外LED燈珠的高透紫外防污涂層系統(tǒng)及其制備方法。系統(tǒng)為基底、LED燈珠和高透紫外防污涂層；所述高透紫外防污涂層覆蓋在固定有LED燈珠的基底上。所述嵌入紫外LED燈珠的高透紫外防污涂層系統(tǒng)在海洋防生物污損中的應用。本發(fā)明將紫外燈消毒殺菌的原理與高透紫外涂層結(jié)合，所制備的防污涂層系統(tǒng)對污損生物具有持久、廣譜且高效的抑制效果，特別是對微生物粘膜。此外，該防污系統(tǒng)采用低功耗、高亮度的LED燈源，可以方便的采用目前很多新型能源從而在茫茫大海中現(xiàn)場取電，而不需要鋪設(shè)電纜。本發(fā)明的防污系統(tǒng)具有對環(huán)境生態(tài)無污染，綠色環(huán)保；制備工藝簡單高效、實用性強，易于推廣的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋防污領(lǐng)域，特別涉及一種嵌入紫外LED燈珠的高透紫外防污涂層系統(tǒng)及其制備方法。

背景技術(shù)

海洋生物污損可定義為微生物、藻類和水生動植物在浸入海水的結(jié)構(gòu)體上的不利累積。污損過程由最初海水中的有機化合物(如多糖類、脂類和蛋白質(zhì))幾秒內(nèi)吸附在船殼等海洋構(gòu)筑物的潔凈表面開始。最初的污損生物主要由細菌及其分泌的胞外多聚物和硅藻等組成，它們不斷生長繁殖，與海水中的無機分子、有機分子和懸浮海泥、顆粒物等形成微生物粘膜，隨著時間的增加，大型污損生物的幼體開始附著，種類和個體數(shù)不斷增多，最終形成生物群落。污損生物附著在船體表面會降低船舶的航行速度并產(chǎn)生額外的摩擦阻力，尤其是會使大型集裝箱船、軍艦、遠洋貨輪等的燃油費劇增。同時，污損生物附著也會影響如海洋風電鋼樁、橋梁鋼樁、浮標和新型水下機器人—水下滑翔機的使用壽命，從而造成由生物污損引起的生物腐蝕等更為嚴重的問題。此外，在濱海電站取水及冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)管道和換熱設(shè)備上也易積聚大量貝類和藤壺等海生物，嚴重影響機組的工作效率，降低換熱效率，增加單位成本。

防污涂層可以防止污損生物在船殼和在其它浸沒于海水里的設(shè)施表面附著和生長，傳統(tǒng)的含殺生劑防污涂料會不斷地釋放出一種或多種殺生劑，從而達到抑制海洋生物附著的目的。然而殺生劑的使用會對環(huán)境造成一定的污染，如汞、砷類、DDT和有機錫化合物已經(jīng)大范圍的被禁止使用。

近年來，無毒防污方法引起了越來越多關(guān)注。有機硅基污損釋放型涂料(FRC)可以允許污損生物附著，并且在高航速下借助水流剪切力可以將大多數(shù)污損生物脫除，但是目前仍然無法脫除細菌、硅藻等微生物形成的粘膜層。其它如氟化聚合物，智能高分子涂層，親水/疏水涂層，纖維涂料，可擦洗惰性涂料和無浸出活性涂料等已被研究并且被考慮作為含殺生劑型防污涂料的替代選擇。盡管這些防污技術(shù)可以通過多種方式抑制污損生物的附著和生長，但目前還沒有找到一種可廣泛適用于船舶及其他海洋設(shè)施的防污手段。一方面，這些技術(shù)還沒有發(fā)展成為一種功能性涂料體系；另一方面，這些技術(shù)尚不能提供一種長期或普遍有效的方式來保持船體及水下海洋設(shè)施表面的清潔。

紫外線是一種在醫(yī)學方面廣泛使用的消毒技術(shù)，它可以利用特殊設(shè)計的高強度、高效率和長壽命的UVC(波長在200～280nm的紫外光線)短波紫外線照射流水，將水中各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體直接殺死，其原理是它破壞了細胞組織中的DNA和RNA，從而阻止了細胞的再生。其優(yōu)點是物理消毒、無二次污染，對環(huán)境生態(tài)無害并且使用安全，在使用過程中無需儲存、運輸及使用任何有毒、腐蝕性化學物品，最重要的是紫外線消毒性能穩(wěn)定且不受環(huán)境條件和水中酸堿度變化的影響。

此外，在浩瀚的海洋中，電力的穩(wěn)定供給也對紫外線在海洋防污領(lǐng)域的使用提出了巨大挑戰(zhàn)，畢竟從沿岸接入電力是一件非常麻煩且成本高昂的事情。對于沿岸的海洋設(shè)施，在不計成本的條件下，尚且可以考慮，但對于長期在遠海大洋中服役的水下滑翔機、鋼樁、浮標等則幾乎不可能。雖然紫外線殺菌被認為是一種有效的方法，但是其在實際應用中還面臨電力供應的難題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服目前防污涂料及防污手段的不足，本發(fā)明提供一種嵌入紫外LED燈珠的高透紫外防污涂層系統(tǒng)及其制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：