[发明专利]制备可分离的防污涂层的方法

说明书

本发明涉及制备可分离的防污涂层的方法、涂层本身及其用途。

与大气接触的自净涂层(self-cleaning coatings)的原理属于一般常识，所 述自净涂层上的水仅偶尔起作用。为了实现有效的表面自净，这些涂层必 须不仅具有高疏水表面，还具有一定的粗糙度。结构和疏水性的合适的组 合使之可以用表面上的少量的流动的水即可带走附着的污物颗粒并清洁表 面(WO 96/04123；US 3,354,022)。

此外，从EP-A-933388可知，这类自净表面要求>1的高宽比和小于 20mN/m的表面能。高宽比在这里定义为结构的高度和宽度的比值。上述 标准在自然界中已有实现，例如荷叶。由疏水的蜡状材料形成的植物表面 具有彼此间距为几微米的凸起。水滴基本上仅与凸起的端部接触。这类的 防水表面描述于例如EP-A-909747、WO 00/58410或US 5,599,489中。

不仅在被大气围绕的物品的情况，还在特别地，涉及对水经过其整体 或部分的情况需要按这种方法改性的表面，以阻碍水生生物体的繁殖。这 些物品可以是例如和淡水或咸水长期接触的壁、容器表面、隔板、挡水板、 平台、柱子和其他承重结构。在水下的繁殖压力(population pressure)非常大。 例如，已知有约6000种海生生物的幼虫和孢子存在于固体表面上永久生长。

附着的生物体的分泌物可促进材料的腐蚀。特别地，船身的轮廓由于 三维凸起侵袭(projecting infestation)而变化，其流动阻力平均增大约15％， 导致燃料消耗更高。

作为补救措施，涂布抗生物漆以杀死或驱除有害的生物体的幼虫和孢 子。在此还包括包含对水生生物体有毒的浸出物的涂层。这样的化合物可 以是有机物(比如氯化芳香烃(比如DDT))，或者它们可以是无机物(比如一 氧化铜或硫代氰酸铜)，或者可以是有机金属化合物(比如烷基硼酸酯或烷基 锡化合物)。

这些现有技术抗生物漆的缺点是从中浸出的物质长时期后可能污染水 和水体的沉积物，从而可能产生不希望得到的有害影响。进一步的缺点是 必须每隔一定时间间隔除去当前的保护涂层并用新涂层代替。这带来了所 制备的非常规废物的处理成本、新涂层材料的成本和人工成本。

为了避免这些缺点，现有技术中存在不使用毒素而基于物理作用用于 停止有害的生物毁损的方法。这些可以是船体上的胶状硅酮聚合物的涂层， 或涂布皮革状结构，其纤维可借助于缓慢运动期间它们的活动而防止幼虫 的集群(colonization)。

尽管这些后述的技术避免了有毒化合物，但它们制备或涂布复杂，或 因为所涉及的材料而较为昂贵，因此它们仅限于特殊应用情况。

所有这些涂层具有下列缺点：它们需要非常大量的材料且它们永久涂 布于物品，因此当需要时不能简单地将其除去并再次涂布。在各种情况下， 再次涂布要求物品除去已有的保护涂层，该操作昂贵且不方便，且该保护 涂层被丢弃。

因此，本发明的目的是提供制备防污涂层的方法，该方法可以使物品 表面用非常薄的涂层处理，该涂层工作稳定，使用材料少，且该涂层耐用 并可通过简单的方法分离。

本发明提供在物品上制备可分离的防污涂层的方法，其中将包含纳米 尺度疏水颗粒和至少一种挥发性硅氧烷的制品涂布于物品的至少一个表面 然后除去挥发性硅氧烷。

对于本发明，防污指的是减少或完全防止物品表面软体动物和藻类长 成较大尺寸的集群。

挥发性指的是至少95％的溶剂在25℃在24小时内蒸发。

可分离指的是可通过本发明方法获得的涂层可借助于机械加工(比如 摩擦、抛光或高压水柱)再次与物品分离，但在可预见的使用期间和使用模 式下附着于物品。

纳米尺度金属氧化物颗粒应理解为那些平均直径为2到100nm的颗 粒。就聚集的颗粒而言，该数值指的是聚集体中存在的初级颗粒。

所述纳米尺度颗粒的疏水性可以是本身固有的，比如聚四氟乙烯 (PTFE)。然而，也可以使用仅在适当的处理后显示疏水性的疏水颗粒。

所使用的纳米尺度疏水颗粒可以是硅酸盐、矿物、金属氧化物粉末、 金属粉末、颜料和/或聚合物。

可优选使用纳米尺度疏水金属氧化物颗粒。