[发明专利]一种仿生自洁膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶防生物附着、石油化工冷却塔防结垢及地下管线防生物浸蚀。

背景技术

海洋中船体和海上结构上都附着繁多的生物，附着生物对船舶危害性极其严重，它使航行阻力增大，显著增大燃料消耗，一条长满污垢的船在航行中要增大30％的动力。同样地，在换热器和其它类似设备上长满了大生物，也会严重降低传热效果和流体容量，甚至使管子完全堵塞。因此，解决生物附着具有巨大的经济效益。现今解决船舶的生物附着采用防污涂料，解决工业水处理的生物附着采用添加杀菌剂，防污涂料中添加的铜、有机锡严重的污染海洋，杀菌剂也构成对环境的污染。显然，解决生物附着具有巨大的市场需求。

微生物学家发现在几乎所有水生系统中，生物膜是细菌生长的主要形式。在水处理过程中，由于生物膜中有致病的生物体导致热传导下降、增加摩擦或阻塞管道、加速腐蚀，因此生物膜是有害的。生物膜是造成设备结垢、生物附着的基础。据报道受微生物结垢影响，供水系统通行能力下降可达55％。生物膜的导热系数远远小于金属，41μm厚生物膜的热阻与1000μm厚钛管壁相同。解决生物附着的核心是有效地破坏和阻止生物膜的生成，这就是本发明的主导思想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿生自洁膜的制备方法，它能有效的阻止水体环境中微生物的附着，解决船体及水冷却系统中微生物沉积的危害，节约燃料和提高冷却效率。

本发明所述的仿生自洁膜是采用钛纳米聚合物、特种吸水树脂与柔性树脂有机复合而成，所述仿生自洁膜的基本配方如下：

柔性树脂        30-100

柔性增韧剂      15-30

柔性固化剂      25-50

钛纳米聚合物    5-20

特种吸水树脂    50-100

其具体制作方法是将特种吸水树脂纤维植入在柔性的着床表面上，生成仿生自洁膜。

本发明所说的仿生自洁膜经海洋试验证明可以有效地阻止海水生物的附着。采用上述配方制成的着床胶黏剂，已经过实际应用，适用于船舶使用。其厚度控制在200μm，室温干燥后的性能指标如下：

1.海水中浸泡6mon无变化；2.工业水中浸泡6mon无变化；3.3.5％NaCl，75℃/144h无变化；4.12.5％NaOH室温/60d无变化；5.着床膜延伸率50-300％。在着床膜上植绒后制得的自洁膜具有如下的性能：

自洁膜的吸水率为0.5-10g/cm²；2.海水中6mon无生物附着，表面无变化；3.冷却水塔中6mon无生物附着；4.阻力系数＜0.05

本发明自洁膜制备过程可以分为四个阶段，即预处理阶段、着床胶黏剂制备阶段、植绒阶段和固化阶段。

所述预处理阶段是将待涂表面进行打砂除锈达到Sa21/2级，然后进行吹扫；所谓着床膜制备阶段就是将着床胶黏剂采用喷涂的方法均匀的涂覆在经过打砂处理的表面上；然后当着胶黏剂没有固化前，采用植绒机将吸水树脂栽植在着床表面上，这就是植绒阶段，最后在室温下放置24h进行固化处理。放置7d后投入使用。

具体实施方式

下面结合具体的自洁膜制备配方进行举例说明，但这些具体事例并非是对本发明进行限制。着床胶黏剂具体配方如下文所示。其中所述各成分用量均为克。

例1：

A组分   环氧树脂E12    150

        环氧树脂E20    300

        钛纳米聚合物   40

        聚硫橡胶       90

        滑石粉         150

        助剂           5

        溶剂           265

B组分   聚异氰酸酯     200

例2：

    A组分   环氧树脂828    550

            ICAM-8610      100

            钛纳米聚合物   100

            助剂            5

            溶剂            245

B组分  T31    90

       T99    30

       溶剂   80

例3：

A组分 环氧树脂E44    300