[发明专利]一种低表面能海洋防污涂料的制备方法

说明书

本发明公开了一种低表面能海洋防污涂料的制备方法，涉及海洋防污涂料技术领域，包括以下步骤：聚乙烯醇改性，支化溶液配制，改性纳米SiO₂/聚丙烯酸酯类氟碳树脂合成，自修复微胶囊结构和涂料微纳米防污体系构建。本发明的有益效果是，对聚乙烯醇进行创新性改性，制备聚乙烯醇支化长链结构，聚乙烯醇极大增强了涂料的附着力，使得涂料在使用过程中不易脱落；选用原料成本低廉且原料利用率高，防污性能良好；制备工艺简单且成本较低，附着力等机械性能优异，在具有良好自清洁效果的同时兼顾自修复功能，能达到长效防污的目的。

技术领域

本发明涉及海洋防污涂料技术领域，尤其涉及一种低表面能海洋防污涂料的制备方法。

背景技术

目前，随着远洋贸易的快速发展，船舶运输以及海上工程建设已成为全球各国经济往来的重要途径。然而，各种海洋生物如细菌、硅藻、生物膜和幼虫会对浸入海水中的物体产生淤积。仅对船舶而言，生物淤积极大地增加了船体表面的粗糙度，从而使行驶阻力加大、燃料油耗增加以及船舶设备寿命降低，不但如此，附着在船体表面的生物极易由原本栖息地进入新的生态环境，严重的可导致生物入侵等危害。

多年的研究表明，防污涂层是解决该问题既高效又便捷的方法。上世纪80年代兴起的传统海洋防污涂料主要是基于三丁基锡(tributyltin，TBT)杀虫剂的自抛光防污涂料，对人类健康和环境有较大安全隐患，长时间使用导致海洋生物畸形，经生物富集作用后对人体健康造成极大的危害，目前已全面停止使用。

目前国内外海洋防污涂料正在向对环境友好型方向发展，而环境友好型海洋防污涂料按照性能分类可以分为纳米防污涂料、仿生防污涂料、电化学防污涂料(导电防污涂层)、低表面能防污涂料、无锡自抛光防污涂料、荧光防污涂层。其中含氟聚合物由于具有超低的表面能和超高的稳定性，不会释放出毒性物质，成为低表面能海洋防污涂料基体树脂的重要选择。但是相对于其他类型的涂料，仍存在着不易施工、涂膜过软、易被破坏、附着力差等问题，其应用受到一定的限制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种低表面能海洋防污涂料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种低表面能海洋防污涂料的制备方法，包括以下步骤：聚乙烯醇改性，支化溶液配制，改性纳米SiO₂/聚丙烯酸酯类氟碳树脂合成，自修复微胶囊结构和涂料微纳米防污体系构建。

进一步地，聚乙烯醇改性过程包括以下步骤：

(1)称取8～10gPVA-210，加入到80～100mL二甲基亚砜中，65～85℃油浴加热并搅拌溶解；

(2)待冷却到室温后，再向其中加入2～3g的3，4-二羟基苯甲醛、1～2g的对甲苯磺酸，在氩气环境中65～85℃继续加热，并搅拌10～12h；

(3)冷却到室温后，用丙酮沉淀两次，用二氯甲烷在氩气环境下，用索氏提取器进行提取，24小时后纯化得纤维状白色固体，干燥即得聚乙烯醇-g-3，4-二羟基苄基缩醛(P(VA-g-HBA))，反应方程式如下：

进一步地，聚乙烯醇改性过程的步骤(1)中，选用的PVA-210的平均分子量为13000～85000，水解度为87.0～99.0％。

进一步地，支化溶液配制包括方法a或b或c：

方法a、称取6～8g均苯四甲酸酐溶解于30～40mL乙醇中，65～85℃水浴加热，向其中加入14～19g正十八硫醇搅拌，反应备用；

方法b、称取4～6g对苯二甲酸溶解于30～40mL乙醇中，65～85℃水浴加热，向其中加入7～10g正十八硫醇搅拌，反应备用；