[发明专利]一种高性能自清洁环氧树脂涂层及制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能自清洁环氧树脂涂层及制备方法，组份的质量份为：30‑60份的环氧树脂、5‑25份的三氯生接枝的超支化聚硅氧烷TCS‑g‑HBPSi和20‑45份的固化剂。超支化聚硅氧烷Si‑O键键长长键角大，其具有较好的柔性可以提升污损物脱附能力，其次，它具有低表面能，可以降低污损生物与材料的粘附能力(污损物在其上附着界面非常弱，利用自重、水流冲击和辅助设备清理可以轻易除去)，再次，端位含有大量活性官能团可以增加涂层与基材界面的结合性，并且，它具有空穴的支化球状弹性结构，可以强化涂层的减磨抗磨性。此外，三氯生作为一种广谱的抗菌剂，将其接枝到超支化聚硅氧烷的端位，可以发挥其功效。因此，发明利用三氯生接枝超支化聚硅氧烷(TCS‑g‑HBPSi)改性环氧树脂来制备高性能自清洁涂层。

技术领域

本发明属于海水环境下使用的涂层材料，涉及一种高性能自清洁环氧树脂涂层及制备方法。

背景技术

海洋蕴藏着无法估量的资源，如今开发和利用海洋资源是我国的重要发展战略。然而海洋工业和海洋活动都不可避免的遇到海洋生物污染这一问题，海洋生物污损是指海洋微生物、植物和动物在浸没于海水的表面上吸附、生长和繁殖所形成的生物垢，它会给船舶、核电站和采油平台等海洋工程装备造成巨大的损失。比如，船体由于海生物的附着而变得粗糙，同时重量增加,造成航行阻力和燃油消耗的显著增加，导致每年数十亿美元的经济损失和温室气体排放量的上升，现今世界各国的碳排放权日益珍贵，温室气体排放上升问题显得尤为严重。自人类开始探索海洋以来就一直想办法解决这种困扰，19世纪以前，人们利用蜡、焦油、沥青、砷和硫磺等制备防污涂料，但随后铁船的问世，直到20世纪50年代中期，有机锡广泛使用作为一种防污性能优异的涂料，然而它会释放有毒物质严重破坏海洋生态系统，因此被禁用。在此之后，研究者开发出许多相对环境友好的防污材料，包括防污剂(无锡)释放型涂料、污损脱附型涂层生物降解高分子防污材料和仿生防污材料等。防污剂释放型涂料由于环境友好和性能优异目前占据了全球90％以上的防污涂料市场。污损脱附型涂层(指与污损生物间的粘附作用较弱的材料，可通过水流冲刷或机械清除使污损生物脱离表面，不需释放有毒的防污剂，是环境友好的防污材料)通常分为有机硅基和无锡自抛光类，但是目前的有机硅基的机械强度低粘接性差，而无锡自抛光生态友好性差。

中国专利CN 105238155 A公开了一种可自清洁型船舶涂料及其制作方法，该发明将氯化橡胶与聚乙烯醇缩甲醛树脂混溶，同时添加经偶联剂包覆改性的纳米二氧化钛及苯并三氮唑、腰果壳油等助剂，可以有效提高氯化橡胶涂料的韧性、抗电化学腐蚀性能，由于结构中还含有极性较大的C-Cl键，可以抑制海洋中浮游生物的附着与生长。但是该发明在涂料中引入了诸多助剂，导致该制备方法过程繁琐，在实际使用过程中有着较多的限制。中国专利CN 108192498 A公开了一种水下超疏油自清洁UV固化金属涂料及其涂层和制备方法与应用，该发明中的金属涂料具有特殊的纳米与微米的复合结构，其表面具有亲水聚合物分子刷结构，可以有效避免水下油污的附着，但是难以避免海洋中浮游生物的附着，使该涂层的使用具有一定的局限性。

常用的涂层材料的使用环境是在常温常压的空气环境，而针对特殊的海水环境，大部分涂层难以达到其应有的效果。而环氧树脂基的涂层可以有效的耐海水环境，且在海水中长期浸泡也不会降低其与基底的结合强度，可以作为海水环境中使用的涂层的基体材料。但是纯环氧树脂制备的涂层存在脆性大、难以抵挡海洋微生物、植物和动物等的附着，造成严重的海洋污损问题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高性能自清洁环氧树脂涂层及制备方法，选择环氧树脂作为涂层的基体材料，同时向其中加入三氯生接枝的超支化聚硅氧烷。

技术方案

一种高性能自清洁环氧树脂涂层，其特征在于组份的质量份为：30-60份的环氧树脂、5-25份的三氯生接枝的超支化聚硅氧烷TCS-g-HBPSi和20-45份的固化剂；所述三氯生接枝的超支化聚硅氧烷TCS-g-HBPSi的结构式为：