[发明专利]一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超疏水防污涂层，尤其涉及一种基于铜镍合金的 超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法。

背景技术

为了降低海洋生物附着污损和腐蚀所造成的危害，在海洋装备、 舰船表面涂装防污涂料仍是目前解决该问题的既经济又有效的重要 途径。目前，在防污涂料技术的市场上，有机锡的防污漆已经在全球 范围内被禁用，替代产品主要有无锡自抛光和低表面能防污涂料两大 类。

近几年，国内外有关新型防污涂料研究的报道越来越多，涉及到 无锡自抛光、可控溶解型、生物防污、化学仿生、纳米缓释、碱性防 污、生物酶防污、低表面能、导电防污、结构仿生、荧光防污等诸多 技术特征。概括起来，可以归结为释放型防污涂料和非释放型防污涂 料两大系列。释放型仍以自抛光或溶解型防污涂料为设计思想，重点 研发生物提取物或人工合成仿生的防污剂、以及生物酶和强碱性物质 作为防污剂，进而发展纳米缓释等技术更好地实现各种低毒、环保防 污剂在涂层中的可控释放，达到有效防污的目的。低表面能、导电防 污、结构仿生、荧光防污等非释放型系列防污涂料则依靠涂层特定的 物理作用机制达到无毒长效防污的功能。

无毒、节能和高效将成为舰船新型防污涂料的三个重要特性，而 要实现三者的完美结合是非常困难的。现有防污涂料的局限性主要表 现在：①难以同时实现绿色环保和长期有效防污的双重效果；②涂层 结合力较弱，易剥落、破坏而失效；③涂层无法承受较大的机械载荷； ④新兴防污涂料技术尚属研发阶段，其实用性及工程化应用中尚有许 多实际问题需要解决。针对以上问题，本发明旨在开发一种新型防污 涂层的配方及其制备方法，实现防污涂层的环保性、高效性和实用性 的结合。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于铜镍合金 的超疏水防污涂层配方、涂层及其制备方法，以得到一种性能优越的 新型超疏水防污涂层。

本发明所采用的技术方案如下：

基于铜镍合金的超疏水防污涂层配方，以质量百分比计，其成分 组成为Al₂O₃粉末：30～70％、TiO₂粉末：25～65％、铜镍合金粉末： 1～10％。

上述方案中，所述的铜镍合金粉末中Cu与Ni的质量比为6～9:4～1, 其中优选Cu、Ni质量比为7：3。

一种基于铜镍合金的超疏水防污涂层，是以上述的配方为原料， 采用高焓等离子喷涂而成，其制备方法包括如下步骤：

1)将氧化铝-氧化钛粉末、铜镍合金粉末球磨混合10-15小时， 获得均匀的复合粉末；所述的氧化铝-氧化钛粉末的粒度为15-150μ m，且复合粉末中以质量百分比计，各成分占比为：Al₂O₃：30～70％、 TiO₂：25～65％、铜镍合金：1～10％；

2)将复合粉末平铺，放在保温箱内进行烘干，保温温度为 100～120℃，烘干时间为2～4小时；

3)用丙酮或酒精将喷涂基材表面清洗干净，并放于保温箱内 35～45℃烘干，除去其表面油渍污物；

4)采用空气动力喷砂方法对上述喷涂基体表面进行除锈和毛化 处理，喷砂处理选用30～50目白刚玉或棕刚玉，喷砂时压缩空气的压 力为0.3～0.6MPa，喷砂距离为100～150mm，喷砂角度为65°～90°；

5)不喷涂打底层，在喷涂基体表面直接采用髙焓等离子喷涂上 述的复合粉末，获得基于铜镍合金的超疏水防污涂层；或者，先采用 超音速火焰喷涂或高焓等离子喷涂在喷涂基体表面喷涂上 CoCrNiAlY打底层，再采用髙焓等离子喷涂上述的复合粉末，获得基 于铜镍合金的超疏水防污涂层。

本发明获得的含有铜镍合金的氧化铝-氧化钛超疏水防污涂层厚 度为100-300μm，涂层的孔隙率＜5％；涂层的显微硬度＞600HV；涂 层的拉伸强度≥30MPa；盐雾实验呈现涂层72小时未见明显腐蚀行为； 实海挂板试验12个月防污性评定100(依照国家标准GB/T5370-2007 《防污漆样板浅海浸泡试验方法》规定进行试验及防污性评定)。