[发明专利]一种海洋设施用复合防腐防污处理工艺、涂料及制备方法

说明书

本发明公开了一种海洋设施用复合防腐防污处理工艺，在海洋设施结构表面采用复合喷涂处理的方式以形成复合涂层，复合涂层包括底层、中间层和面层，底层为环氧树脂涂层，中间层为聚脲涂层，面层为采用纳米防污涂料形成的涂层。本发明还公开了一种纳米防污涂料及其制备方法，纳米防污涂料绿色环保，具有优异的防污效果，可以有效抑制海洋生物的附着和海水腐蚀。海洋设施用复合防腐防污处理工艺，综合了聚脲处理和纳米防污涂料两者的优点，处理后的海洋设施防腐防污效果好，力学性能优异，具有优异的耐海水腐蚀性能、耐洗刷性能和防海洋生物腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及海洋工程化工涂料技术领域，尤其涉及一种海洋设施用复合防 腐防污处理工艺、涂料及制备方法。

背景技术

海洋工程各种结构物和生产设施绝大多数是由钢铁制成的，这些钢铁制品 作为大型海洋工程需要长年处于盐雾弥漫的海洋大气区，或处于潮汐、波浪冲 击的飞溅区。海水本身是一种强的腐蚀介质，同时波浪、潮流又对钢铁构件产 生低频往复的应力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都 对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。

当海洋设施浸入海水后，细菌等微型生物附着到海洋设施的结构表面，并 在其上生长、繁殖，随后，其它藻类及海洋动物如贻贝、藤壶等幼体附着到物 体表面上，发生大型生物污损。大型污损又可进一步分为软性污损和硬性污损， 软性污损是指藻类、草苔虫、海哺、水虫息等生物所造成的污损，硬性海洋腐 蚀主要是局部腐蚀，即从构件表面开始，在很小区域内发生的腐蚀，如电偶腐 蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。污损是指分泌碳酸钙外壳的生物如藤壶等所造成的 污损。这些海洋污损生物附着在设施表面，会加大船舶航行阻力、堵塞管道， 增加海洋船舶、涵洞和海洋平台的累赘、加速金属继续腐蚀，导致上述设施逐 渐腐蚀破坏，给军事设施、运输和相关保障设备造成巨大的经济损失。

船舶、涵洞、码头等在水线以下的部分，长期与海水接触，受到海水的腐 蚀。海洋生物的附着，加速了壳体的腐蚀，并使船舶的航行阻力加大、能耗加 大，导致海洋中设备的表面清理工作难度加大，清理费用加大，严重时造成设 施腐蚀毁坏。

现有技术中，通常利用高效防腐蚀涂料和工艺方法，对海水中的设施表面 进行涂覆，可以有效地阻止各种海水及海洋生物的腐蚀。如专利文献 CN108559384A公开了一种聚脲涂料及其制备方法和应用以及一种聚脲涂层，所 述聚脲涂料包括A组分、B组分和纳米浆料；所述A组分由包括二异氰酸酯和聚 丙二醇的原料制备得到；所述B组分包括聚氧化丙烯二铵、马来酸二乙酯、分 散剂、流平剂和消泡剂；所述纳米浆料包括纳米二氧化硅和促进剂，提供的聚 脲涂料和聚脲涂层具有较好的耐磨性能、附着力。

但是，当前喷涂聚脲应用在耐海水耐盐雾腐蚀环境中存在着一些不足，如 长期浸泡在海水中，涂层表面容易有微生物附着，微生物排泄物会加快对金属 结构的腐蚀；涂层耐阴极剥离性不好，面对波浪、潮流等对涂层表面的往复应 力和冲击，容易起壳和脱落。

而在国内市场上占主导地位的防污涂料是低释放率的含铜防污涂料，即以 毒性较小的氧化亚铜和杂环类杀菌、防霉剂等为防污剂的无锡自抛光防污涂料。 日本于1995年研制并出售以铜丙烯酸醋共聚物为基体树脂，以氧化亚铜为防污 剂的非锡系水解型自抛光防污涂料，其作用机理与水解型三丁基锡丙烯酸酯共 聚物相同。之后，又研制出一系列以锌丙烯酸共聚物为基料的自抛光型涂料， 通过控制共聚物的溶解速度来控制亚铜离子的释放速度。然而研究表明，单独 使用铜于防污剂中，对硅藻及其它藻类无效，必须加入辅助毒剂，而铜与辅助 毒剂的毒性几乎等同于有机锡。这些防污涂料在抑制海洋生物附着的同时也对 海洋环境造成了二次污染。

综上所述，急需开发高效、持久的绿色环保海洋防污涂料来解决海洋设施 的防腐防污问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋设施用复合防腐防污处理工艺、涂料及制备 方法，可有效阻止海水和海洋生物对岸基、海底隧道和浮筒等海上建筑的侵蚀， 处理后的设施涂层表面致密，粘结力高，具有优异的耐海水腐蚀性能、耐洗刷 性能和防海洋生物腐蚀性能，环保可靠。