環保型防污減阻復合功能涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種環保型防污減阻復合功能涂層及其制備方法，可有效防止海洋生 物在艦船和海洋結構等設備或設施上的附著和污損，并可有效減少壁面摩擦阻力，屬海洋 工程與流體動力學技術領域。
【背景技術】
[0002] 艦船和海洋結構等設備或設施由于長期浸泡在海水中，不僅要經受海水腐蝕，其 表面還會出現海洋微生物與宏觀生物的附著和污損。海洋生物污損會導致船體表面粗糙度 增大，致使船舶航行阻力增加、航速降低、燃油消耗增大；海洋生物的附著和污損還會導致 船體表面的清理難度增加、船舶維護周期縮短、維護成本增加；此外，海洋設備或設施上附 著海洋生物時，生物的新陳代謝及其分泌物還會覆蓋或破壞設備原有表面，加劇腐蝕破壞。
[0003] 海洋生物污損，不僅會降低海洋設備工作效率、增加維護成本，還會顯著影響海洋 兵器的戰術性能參數，更有甚者使其功能失效、貽誤戰機。基于上述原因，有關海洋防污問 題的研宄及相關技術的開發，持續成為近年來海洋工程相關領域的熱點問題，并形成了以 防污涂料為代表的一系列關鍵防污技術。
[0004] 防污涂料的發展大致可分為三個階段：常規防污涂料、有機錫共聚物自拋光防污 涂料及無錫自拋光防污涂料。其中有機錫（TBT)自拋光防污涂料具有廣譜殺菌效果，防污 能力良好，其防污時效可達5年之久。但隨著相關研宄的不斷深入以及近年來人們對海洋 環境保護意識的不斷增強，有機錫防污技術對海洋環境的危害問題也逐漸凸顯出來，并最 終被國際海事組織禁止使用。
[0005] 無錫自拋光防污涂料的防污機理，是聚合物在海水中緩慢水解并不斷露出新鮮表 層，使海洋生物沒有固定繁殖條件，從而達到防止海洋生物附著和污損的目的。在無錫自拋 光防污涂料中，可生物降解或水解的樹脂主要包括丙烯酸銅、丙烯酸鋅和丙烯酸甲硅烷等。 與有機錫相比，無錫自拋光防污涂料的主要毒料（如氧化亞銅等）和樹脂由于從漆膜中釋 放后迅速降解而失去毒性，其對海洋環境的危害相對較小，然而現有的無錫自拋光防污涂 料卻具有防污減阻效果差的缺點。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的是針對上述技術問題，提供一種不僅環境危害小，并且防污減阻效 果好的復合功能涂料。
[0007] 本發明的環保型防污減阻復合功能涂料，其特征在于，主要包括以下各組分：陽離 子型聚丙烯酰胺、聚二甲基硅氧烷、二甲苯以及樹脂；
[0008] 所述樹脂為丙烯酸樹脂或氟碳樹脂中的一種或者兩者的混合物。
[0009] 可選的，所述的環保型防污減阻復合功能涂料還包括防沉劑以及分散劑，防沉劑 的作用是控制涂料中各組分的流變性能、調整其觸變狀態，以便于儲存、運輸及涂裝施工作 業，分散劑的作用是調節并改善涂料各組分的分散狀態，使各組分均勻分散。
[0010] 可選的，為了進一步提高防污減阻效果，本發明的環保型防污減阻復合功能涂料 包括以下重量份的各組分：
[0011] 陽離子型聚丙烯酰胺3. 5~5份、
[0012] 聚二甲基硅氧烷 5~6份、
[0013] 二甲苯 15~20份、
[0014] 樹脂 60~80份。
[0015] 可選的，為了進一步提高防污減阻效果，本發明的環保型防污減阻復合功能涂料 還包括以下重量份的各組分：
[0016] 防沉劑0? 5~1. 5份、
[0017] 分散劑0.3~0.8份。
[0018] 可選的，所述防沉劑為聚酰胺蠟。
[0019] 可選的，所述分散劑為德國迪高TEGO Dispers系列或德國畢克BYK系列分散劑。
[0020] 可選的，為了獲得更好的防污減阻效果，所述陽離子型聚丙烯酰胺其固體份含量 為90%，重均分子量為500~1800萬，陽離子濃度為20~80%。
[0021] 本發明還提供了一種所述的環保型防污減阻復合功能涂料的制備方法，包括以下 步驟：
[0022] S10、將陽離子型聚丙烯酰胺與涂料的其它各組分按配比攪拌混合均勻，制成所述 涂料。
[0023] 本發明還提供了一種采用所述的涂料制備環保型防污減阻復合功能涂層的方法， 其將所述涂料以噴涂或刷涂方式涂覆于基體表面，涂膜固化后，即在基體表面制備出具有 防污減阻復合功能的聚合物涂層。
[0024] 可選的，為了具有較好的防污減阻效果，所述涂層的厚度為0. 1~1_。
[0025] 本發明的環保型防污減阻復合功能涂料或者采用本發明的制備方法制備的環保 型防污減阻復合功能涂層，具有防污減阻效果顯著、環境友好、簡單易行、經濟實用等顯著 特點，適于規模化生產，有著良好的工程應用前景。與傳統海洋防污涂料不同的是，由于環 保型防污減阻復合功能涂料不含有機錫、丙烯酸銅、丙烯酸鋅等毒殺成分，因此對海洋生物 無毒副作用；此外，傳統海洋防污涂料均采用自拋光作用機制，涂料中的毒性成分及其他化 學物質不斷以自拋光方式分解并最終分散到海洋中，而環保型防污減阻復合功能涂料則是 通過改變涂層表面電極電位并利用離子間的靜電斥力物理性地防止海洋生物趨近或吸附； 因此具有環境友好的顯著特點。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明的環保型防污減阻復合功能涂層阻止海洋生物趨近壁面示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合具體實施例來描述本發明，應該指出的是，這些實施例僅用于說明本發 明不應理解為對本發明的限制。
[0028] 下面結合實例對所提出的環保型防污減阻復合功能涂層及其制備方法做進一步 的詳細說明。
[0029] 實施例1
[0030] 將陽離子型聚丙烯酰胺（CPAM)與聚二甲基硅氧烷、丙烯酸樹脂以及二甲苯按照 如下重量份混合防沉劑和分散劑，攪拌均勻制成涂料；
[0031] 陽離子型聚丙烯酰胺（CPAM) 3. 5份、
[0032] 聚二甲基硅氧烷 5份、
[0033] 丙烯酸樹脂 70份、
[0034] 二甲苯 20 份、
[0035] 聚酰胺蠟 1份、
[0036] 分散劑 0.5份。
[0037] 在進行涂裝作業前，首先將船體或海洋結構物表面的油污、灰塵或銹跡等所有污 染物清理干凈。然后依次涂裝（無氣噴涂、高壓空氣噴涂、刷涂或滾涂）防銹漆（如616氯 化橡膠鐵紅厚漿型）和環氧連接漆（如FJ-18)。待前道漆的漆膜固化后，即可進行防污減 阻復合功能涂層的涂裝作業，其具體施工工藝參數如下。
[0038] 環境溫度 5°C~35°C 環境濕度 <85% 無氣噴涂壓)J 15~30MPa 噴嘴口徑 0.4~0.6nim 濕膜厚度 150~200jim 干膜厚度 60~120jim
[0039] 按照上述施工工藝參數制備的復合功能涂層在涂層實干后，即可下水或用于防 污減阻性能測試。結果表明，與傳統型無錫自拋光防污涂層相比，硅藻附著