[发明专利]一种防海洋生物污损的透明薄膜、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及功能涂层技术领域，公开了一种防海洋生物污损的透明薄膜的制备方法，包括步骤：将透明改性粉末形成气溶胶，经过滤器过滤；在加速气体作用下沉积于基体表面；基体表面后处理后获得所述透明薄膜；该透明改性粉末为氧化铝、氟化钙、钇铝石榴石、氧化铟锡等透明陶瓷颗粒与抗污剂的改性物。该方法能够在室温下于基体表面沉积均匀致密的透明薄膜，该薄膜厚度可控且与基体结合良好，具有有效地防污损与增透光性能，且由于致密结构中分布的广谱抗污剂分子缓释的作用，可实现长效的防海洋生物污损效果，可应用于多种海底监测水下光学窗口、传感器、摄影镜头等透光材料表面防污领域。

技术领域

本发明涉及功能涂层技术领域，具体涉及一种防海洋生物污损的透明薄膜、制备方法及其应用。

背景技术

船舶、海洋资源开发装备和沿岸设施在严酷的海洋环境下服役面临严重的污损与腐蚀问题，造成巨大的经济损失和安全隐患。海洋污损已成为海洋工程领域亟待解决的“卡脖子”难题。海洋仪器装备和关键器件是开展海洋调查观测、科学研究、海洋资源开发等的重要手段，水下光学窗口、传感器、摄影镜头等透光材料表面会受到冲刷、腐蚀和生物污损等各种因素的作用。材料表面附着的藤壶、海藻、贻贝等污损物具有一定的吸光性，所吸收的不同波长的光线对海下光学装备的使役性能和稳定性造成严重干扰。

由于海洋环境的复杂性以及生物群落的多样性(4000种)，海洋防污被公认是一项世界性难题。已有多项防污技术应用于海洋监测仪器，主要有防污材料设计及防污涂料、电刷机械清除、电化学电解防污、紫外灯照射、超声波防控等措施。

国内研究人员采用恒电流电化学沉积的方法制备出纳米颗粒Pt-ITO导电玻璃，采用电催化析氯的方式抑制海洋生物附着，对硅藻所形成的生物污损具有良好效果。国外采用铜网对光学类测量仪器进行防护，在日本海域的应用情况表明有效的防护可以将仪器的使用周期延长至410天以上，但是铜网的离子释放对海洋生态有一定的污染。除此之外，采用不同强度的254nm紫外光对玻璃进行辐照，不论材料表面生物污损处于淡季或旺季，经过紫外照射处理对于光学透明材料防污具有优异的效果，但是对于人员定期维护要求较高。

迄今为止，防污涂层仍然是阻止海洋生物在装备表面附着的最经济、最有效的措施。目前，国内外开发的防污涂料几乎为有机体系，如CN103788811A公开了一种环保海洋防污涂料，按重量份包括原料：环氧酚醛树脂20～45份、二氧化钛0.5～1份、生物防污剂1～10份、钛白粉5～10份、高岭土3～8份、云母粉8～15份、溶剂18～28份、防沉剂0.05～1份、润湿分散剂0.05～1份。该涂料中含纯天然的生物防污剂，对海洋生物具有趋避作用，破坏海洋生物的附着能力从而达到防治污染的目的，对海洋环境不造成任何毒害影响。但这类防污涂料经过日照极易产生老化开裂，甚至是海水腐蚀冲刷易造成涂层防污性能降低。

中国海洋大学研制的NAF透明防污涂层是一种对海洋生物有毒杀作用的多分子层。NAF透明防污涂层在10天左右的短期内有一定的防污效果，比未经表面改性的镜片表面微弱减少污损物附着。但是由于NAF透明防污涂层被海水冲刷变薄，涂层中的液体防污剂迅速释放，导致21天后NAF透明防污涂层防污效果明显降低。因此，开发一种绿色、广谱、长效、高透光、耐蚀、防污、耐冲刷的无机透明涂层十分关键。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中防污涂层防污效果时效短，防污性能会降低的不足，提供一种具有广适性、高透光、防污时效长的透明薄膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种防海洋生物污损的透明薄膜的制备方法，包括步骤：

(1)将透明改性粉末在送粉器内与悬浮气体混合成气溶胶，经过滤器过滤；

(2)过滤后的气溶胶在真空室内，经加速气体作用沉积于基体表面；

(3)对基体表面后处理，获得所述透明薄膜；