[发明专利]基于离子网络的改性有机硅海洋防污涂层及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于离子网络的改性有机硅海洋防污涂层及其制备方法。经过紫外光固化后的涂层，通过设计双网络结构，基于聚硅氧烷结构的强交联网络提供高强度和韧性，而基于咪唑盐和苯四羧酸进行离子交联网络赋予涂层大变形下良好的弹性和高校的能量耗散。基于本发明所述双网络结构，确保该防污涂层具有优异防污表现，同时实现与基材的牢固粘结，该涂层可以广泛应用于海洋防污领域，尤其是水下防污领域。

技术领域

本发明属于海洋防污涂料、水下涂料技术领域，特别涉及一种基于离子网络的改性有机硅海洋防污涂层及其制备方法。

背景技术

21世纪蓝色海洋战略已经成为我国发展国民经济的重要组成环节。然而，海洋运输工业发展过程中不可避免面临海洋污损生物的黏附污损破坏等现实问题。海洋生物污损会导致船舶等载具自重增加，与海水相对运动阻力增大，由此导致燃油消耗的显著增加。此外，污损生物的黏附海水导致金属设备的腐蚀和非金属设备的降解，从而影响海洋设备的稳定使用，危害人员安全。有数据表明，每年黏附在船舶上的污损生物高达80000吨，由此导致的运输成本超过1500亿美元，而中国海洋运输工业每年由于污损黏附造成的能源消耗超过3000亿人民币。为此，需要积极应对海洋污损问题，目前最有效的抑制手段是涂刷海洋防污涂料。

随着人类环保意识的提升以及相关法律法规的完善，高毒性海洋防污涂料逐步被禁止使用。环境友好型海洋防污涂料受到了海洋工业的重视和青睐。有机硅海洋防污涂料隶属于污损释放型环保防污涂料体系，通过有机硅材料特有的疏水性及低表面能特性，使得污损生物难以黏附在涂层表面，从而保持优异的防污效果。然而，有机硅海洋防污涂料存在明显的缺陷，即与基材或中间漆的粘结力较差，这是由Si-O键结构分子特性决定的。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于离子网络的改性有机硅海洋防污涂层及其制备方法，利用紫外光固化技术辅助聚合物聚合，从而缩短涂料制备周期。固化后的涂层构建了双网络结构，其中离子网络赋予涂层大变形下良好的弹性和高效的能量耗散，由此实现固化涂层在基材或中间漆涂层上的优异粘结，而强交联网络则提供高强度和韧性，结合聚硅氧烷的低表面能特性，实现优异的防污表现。

因此，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所述的基于离子网络的改性有机硅海洋防污涂料，以重量份计，包括如下组分：

7～12重量份的能够光辐射固化的具有苯氧基的单体；

30～60重量份的能够光辐射固化的具有(甲基)丙烯酰氧基的硅烷类单体；

10～20重量份的能够光辐射固化的具有咪唑盐基的单体；

0～10重量份的能够光辐射固化的(甲基)丙烯酸酯单体；

3～6重量份的能够光辐射固化的双丙烯酰胺基单体；

30～50重量份的溶剂；

5～10重量份的紫外光引发剂；

0～30重量份的微纳米颗粒粉体；

0～3重量份的助剂。

作为优选方案，所述能够光辐射固化的具有苯氧基的单体选自乙二醇苯醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯、3-(2-溴苯氧基)丙烯酸乙酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯中任意一种或几种。

作为优选方案，所述能够光辐射固化的具有(甲基)丙烯酰氧基的硅烷类单体选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氧基硅烷中的一种。

作为优选方案，所述能够光辐射固化的具有咪唑盐基的单体选自1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐中的一种。