[發明專利]一種微結構表面防污材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010179457.9
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111234695B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 藺存國;王利;張金偉;鄭紀勇;孫智勇;邱崢輝
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D151/08;C09D5/16;C09D7/63;B05D7/24;B05D5/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本發明屬于海洋生物污損防護技術領域，涉及一種微結構表面防污材料及其制備方法，以端羥基聚二甲基硅氧烷、固化劑、丙烯腈接枝有機硅樹脂、水溶性有機胺為主要原材料，其中端羥基聚二甲基硅氧烷為表面微結構制備用主體材料，水溶性有機胺為溶蝕粒子，丙烯腈接枝有機硅樹脂為溶蝕粒子包覆劑，通過丙烯腈接枝有機硅樹脂和水溶性有機胺的自組裝作用構筑表面微結構，利用微結構表面污損生物幼蟲、孢子有效附著面積少、附著不牢固的特點達到防污目的；未使用氧化亞銅、硫氰酸亞銅和有機錫等防污劑，對海洋生態環境無破壞性影響，能夠廣泛應用于海洋工程設施、結構物如船塢、鉆井平臺、墩、樁等的表面海生物污損防護，具有較好的潛在經濟效益。

技術領域：

本發明屬于海洋生物污損防護技術領域，具體涉及一種微結構表面防污材料及其制備方法，利用污損生物幼蟲或孢子在微結構表面有效附著面積小、附著不牢的特點，基于溶蝕粒子的調控制備表面微結構防污材料。

背景技術：

海洋污損生物是生長在船底和海中一切設施表面的微生物、植物和動物的總稱，海洋生物污損嚴重影響船舶航行速度，增加燃油消耗，同時還會破壞船舶附件和結構物，嚴重影響航行經濟性和安全性，必須采取措施予以防除。海洋防污涂料經歷了從有毒到環保、短期到長效的發展過程。目前商業化防污涂料主要有3種類型：一是采用氯化橡膠等非拋光性成膜物，添加氧化亞銅和其他輔助性防污劑構成的磨蝕型防污涂料；二是采用丙烯酸銅/鋅/硅自拋光性成膜物，采用氧化亞銅和其他輔助性防污劑構成的無錫自拋光型防污涂料；三是采用有機硅彈性體作為成膜物，添加硅油等表面能調節劑形成的污損釋放型防污涂料。氧化亞銅目前在前兩種材料中廣泛應用，然而研究表明銅元素可以在港灣內大量積累，從而對海洋生態環境造成嚴重的危害，所以，氧化亞銅等含銅防污劑在歐美等發達國家的使用已受到用量的限制，面臨禁止使用的趨勢。污損釋放型防污涂料具有長效防污性能，污損生物可在船舶快速航行過程中脫除，但在船舶低速航行或靜止時防污性能較差。污損釋放型防污涂料利用材料的自身特性防污，具有良好的對環境友好性，如何進一步降低污損生物與材料表面間的附著強度，提高防污性能，是重要的發展方向。

美國海軍實驗室研究表明高度規則且尺寸合適的微觀結構材料表面，污損生物幼蟲或孢子的附著密度與粘附強度均會大大降低。其他一些生物污損控制實驗室也得出同樣結論：合適表面微觀結構的存在可顯著影響細胞、藻類孢子和無脊椎動物幼蟲等的附著，表面微結構使污損生物有效附著面積降低，由于生物膜附著應力集中更易造成生物脫離。

防污表面微結構的制備方法主要包括兩大類：一是借鑒信息技術領域的激光刻蝕技術發展起來的刻蝕及與之相關的模板翻模、微壓印等；二是化學分子自組裝技術。