[发明专利]一种水性低表面能防污涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种水性低表面能防污涂料及其制备方法与应用；制备方法为：以质量份数计，分别称量60‑70份水性有机硅改性树脂、8.5‑14份卤代呋喃酮‑壳聚糖衍生物微球、5‑10份颜料、1‑2份体质填料、10‑14份助剂、剩余为有机溶剂和去离子水组成的混合溶剂；将60‑70％的混合溶剂和卤代呋喃酮‑壳聚糖衍生物微球、颜料、体质填料以及助剂混合，中速搅拌，分散均匀，再加入有机硅树脂以及剩余的混合溶剂，低速搅拌，得水性低表面能防污涂料。本发明防污涂料涂膜接触角大于110°，硬度达4H；抑菌能力强，防污性强、具有较好的附着力，且利用自身表面能低和生物质防污剂结合，不仅防污性好，而且安全环保。

技术领域

本发明涉及一种防污涂料，具体涉及一种水性低表面能防污涂料及其制备方法与应用，属于涂料技术领域。

背景技术

传统的船舶防污涂料大多通过使用含毒的防污剂渗出杀死附着生物或降低其生长与繁殖能力，以达到防污损的目的。但是常用的含有机锡或氧化亚铜涂层的有毒防污剂的分解难以控制，容易造成生物体变异，污染环境，破坏生态平衡。所以，无毒环保型涂料成为了当下防污涂料研究的热点。研究表明当涂料与水的接触角大于98°或涂料的表面能低于25mJ/m²，才能使污损物不附着在船舶表面。因此，低表面能的防污涂料能利用自身表面能低的性质使污物在舰船上的粘附力下降，进而达到防污目的。

目前，低表面能防污涂料主要分为有机硅及氟化物低表面能防污涂料两大类。其中，有机硅树脂通常强度低、附着力差，导致持久度低；有机氟树脂一般成膜较困难，且对环境和人体健康不利。因此，亟需开发一种无毒，对环境友好，高性能的低表面能防污涂料。

中国发明专利申请CN107892855A公开了一种低表面能型疏水海洋防污涂料的制备，该发明通过硅烷偶联剂对纳米二氧化钛和纳米二氧化硅共同改性，提高了丙烯酸树脂的疏水性，使得污损生物在其表面不易附着或者附着不牢，降低海洋防污涂料的表面能。但该制备方法中加入的自制的壳多糖，虽然有一定的疏水性和抑菌能力，但水溶性和生物活性较差，抗氧化活性和抑菌能力较低。

中国发明专利申请201910008464X公开了一种船舶表面用防污涂料，包括以下重量份数配比的原料：有机硅改性环氧树脂45-60份、聚四氟乙烯5-20份、石蜡油5-15份、乙醇5-10份、纳米二氧化钛3-6份、氧化镁2-5份、滑石粉0.5-0.8份、十二醇酯0.5-2份、甲壳素/壳聚糖3-8份、聚羧酸钠盐分散剂0.8-1.5份、聚酰胺3-10份、丙酮1-3份、N-甲基吡咯烷酮1-3份。该申请使用了较大用量的聚四氟乙烯，一方面聚四氟乙烯虽然具有很低的表面能，与水的接触角较大，但在20世纪50年代的研究发现，其涂膜的致密性较低，因此海洋微生物很容易深入涂膜内部而粘附在涂膜的微孔内，以致防污性能不佳，如果涂膜的表面有CF₂基团，则其防污性能更差，且氟碳树脂的耐盐水性不如有机硅改性树脂，不利于船只在海洋中长时间航行。由于氟碳树脂是刚性聚合物，表层污损生物的脱落需要较高的能量，因此在利用低表面能进行防污的表现方面不如有机硅树脂系列，同时有机氟防污涂料的研制难度比有机硅防污涂料大得多。含氟树脂的涂膜成型较困难，实际施工涂膜性能不稳定。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种接触角大、附着力强、耐冲击性大、对环境无污染，耐盐水性、耐水性、耐候性强，对人体健康无影响的水性低表面能防污涂料及其制备方法。

本发明的另一目的是提供一种水性低表面能防污涂料在船舶中的应用。