[发明专利]一种基于微纳聚水凝胶的海洋防污涂料用防污树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及海洋防污技术领域，公开了一种基于微纳聚水凝胶的海洋防污涂料用防污树脂及其制备方法。该防污树脂包括主体树脂，以及以微纳态的形式分散在所述主体树脂中的辅助树脂；所述辅助树脂为具有吸水溶胀性的亲水性树脂；所述主体树脂为自抛光树脂；所述辅助树脂的亲水性高于主体树脂。本发明将具有自抛光能力的主体树脂与能够迁移到涂层表面形成水凝胶层的辅助树脂相配合，能发挥较好的防污作用，并具有较长的防污期效，因而能减少防污剂的使用。

技术领域

本发明涉及海洋防污技术领域，尤其涉及一种基于微纳聚水凝胶的海洋防污涂料用防污树脂及其制备方法。

背景技术

在海洋经济和海运事业的发展历程中，海洋生物污损问题持续地困扰着人们。海洋生物污损不仅会增加船舶航行的阻力和燃料的消耗，加快船体材料的腐蚀和降解，而且会破坏水域的生态平衡。英国国际油漆公司曾对船底污损与燃料的增耗进行过统计：若船底污损5％，燃耗将增10％；若船底污损大于50％，燃耗将增40％以上。

自2008年1月1日“特效武器”有机锡防污涂料被全面禁用以后，逐渐形成了以丙烯酸铜/锌/硅树脂为载体，氧化亚铜为主防污剂，有机小分子防污剂为辅防污剂的主流涂料复配体系。然而，这类防污体系中，载体自身的防污效果较差，需要添加较多的防污剂，在长期使用下，防污剂的毒性会对海洋环境和生态造成破坏。

例如，专利CN201511017972.2公开了一种自抛光防污漆及其制备方法，在100质量份的防污漆中，固体计树脂18～24份，防污剂50～55份，石墨烯微片0.5～1.5份，颜填料3～6份，分散剂1～2份，有机膨润土1～2份，余量为有机溶剂；其中，树脂由羟基丙烯酸树脂、丙烯酸锌树脂以及松香组成；防污剂由吡啶硫酮铜、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、氧化亚铜和氧化锌组成。该防污漆虽然避免了有机锡的使用，但有机小分子辅防污剂的用量为6％，主防污剂氧化亚铜的用量高达30～35％，仍会对海洋生态环境造成破坏，难以满足新环境下环保型防污涂料的发展需求。

发明内容

为了解决现有的海洋防污涂料中防污剂用量过大的技术问题，本发明提供了一种基于微纳聚水凝胶的海洋防污涂料用防污树脂及其制备方法。本发明将具有自抛光能力的主体树脂与能够迁移到涂层表面形成水凝胶层的辅助树脂相配合，能发挥较好的防污作用，并具有较长的防污期效，因而能减少防污剂的使用。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种基于微纳聚水凝胶的海洋防污涂料用防污树脂，包括主体树脂，以及以微纳态的形式分散在所述主体树脂中的辅助树脂；所述辅助树脂为具有吸水溶胀性的亲水性树脂；所述主体树脂为自抛光树脂；所述辅助树脂的亲水性高于主体树脂。

在由海洋防污涂料涂覆后形成的防污涂层中，主体树脂构成涂层的主体结构，辅助树脂以微纳态的形式分散于其中。在与海水接触后，亲水性较强的微纳态辅助树脂会逐渐迁移到涂层表面，并在迁移过程中不断吸水溶胀形成微纳聚水凝胶，最终在涂层表面形成光滑的水凝胶膜，发挥防止生物附着的作用。虽然水凝胶膜能在一定程度上提高涂层的防污效果，但在长期与海水接触的过程中，水凝胶膜会逐渐降解，而本发明采用了自抛光树脂，在海水的作用下，涂层表面由辅助树脂形成的水凝胶膜和表层的主体树脂会逐渐降解脱落，从而使涂层内部的辅助树脂被进一步释放，在涂层表面形成新的水凝胶膜，继续发挥防污作用。

通过上述方式，本发明的防污树脂能发挥较好的防污作用，且具有较长的防污期效，能够减小海洋防污涂料中防污剂的使用量，从而减小防污剂对海洋环境和生态的破坏。经试验，当将本发明的防污树脂用于海洋防污涂料中时，无需向涂料中添加氧化亚铜，仅添加5～14wt％的有机小分子辅防污剂，即可发挥较好的防污效果。

此外，在本发明的防污树脂中，由于辅助树脂以微纳态的形式存在于主体树脂中，因而与主体树脂之间的分子链缠结较少，有利于辅助树脂迁移到涂层表面，同时吸水形成表面水凝胶层以发挥防止生物附着的作用。