[发明专利]双网络结构改性有机硅海洋防污涂层及其制备方法

说明书

本发明公开一种双网络结构改性有机硅海洋防污涂层及其制备方法。通过自由基热聚合反应，咪唑盐和苯四羧酸构建离子交联形成牺牲网络，从而确保固化涂层可以牢固的粘结在基材表面；硅氧烷结构则组成强交联网络，提供高强度和韧性，实现对污损生物的长期有效防治。该涂层可以广泛应用于海洋防污领域，尤其是水下防污领域。

技术领域

本发明属于海洋防污涂料、水下涂料技术领域，特别涉及一种双网络结构改性有机硅海洋防污涂层及其制备方法。

背景技术

海洋生物污损，是指对浸没到海水环境中的基材表面无差别黏附及生长的过程。一方面，会导致金属基材的腐蚀和非金属基材的降解；另一方面，会导致基材表面黏附海洋生物的增多，从而造成设备准确性的破坏以及燃油消耗的增加。国际海事组织研究表明，每年国际海运业由于海洋生物污损导致的额外运输成本超过1500亿美元，由此导致严重的温室气体排放。

自上世纪60年度开始，环境友好型海洋防污涂料的研发逐渐得到各国科研人士和商业企业的重视。相较于传统有机锡类海洋防污涂料，通过友善、合理、无/低刺激性、非杀灭的方式驱赶、隔离、剥离黏附的海洋污损生物，同时不对海洋生态环境产生影响和危害。目前，各国相继出台相关海洋防污环保法规，环境友好型海洋防污涂料继续得到了大发展。

有机硅环境友好型海洋防污涂料是环境友好型海洋防污涂料的重要组成部分，通过低表面自由能和低弹性模量确保污损生物难以黏附在涂层表面，即使黏附，也不牢固，通过海水冲刷可以轻易去除。目前，有机硅海洋防污涂料已经得到了广泛的商业化应用。然而，有机硅海洋防污涂料存在的主要问题在于，由于有机硅材料本身的非极性，其对金属基材的粘结力很差，极容易从船舶基材等表面脱落，这严重影响此类环境友好型海洋防污涂料的应用和发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双网络结构改性有机硅海洋防污涂层及其制备方法。通过自由基热聚合反应，所合成的改性有机硅聚合物具备牺牲网络和增强网络的双网络结构，其中牺牲网络由咪唑盐和苯四羧酸构建离子交联组成，从而确保固化涂层可以牢固的粘结在基材表面；硅氧烷和丙烯酰氧基构建强交联网络，提供高强度和韧性，同时疏水性和低表面能特性的硅氧烷结构能够确保固化涂层优异的防污表现。本发明通过这种双网络结构，在确保改性有机硅海洋防污涂层优异防污性能的同时确保涂层与各类基材或中间漆的牢固结合。

因此，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所述的一种双网络结构改性有机硅海洋防污涂料，以重量份计，包括如下组分：

5～10重量份的能够自由基热聚合的具有苯氧基的单体；

70～100重量份的甲基乙烯基MQ型硅树脂；

12～18重量份的能够自由基热聚合的具有咪唑盐基的单体；

3～10重量份的双丙烯酰胺基单体；

5～12重量份的丙烯酸酯软单体；

100～140重量份的溶剂；

1～4重量份的热引发剂；

0～40重量份的微纳米颗粒粉体；

0～3重量份的助剂。

作为优选方案，所述能够自由基热聚合的具有苯氧基的单体选自乙二醇苯醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯、3-(2-溴苯氧基)丙烯酸乙酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的一种。

作为优选方案，所述甲基乙烯基MQ型硅树脂选自M:Q值≥1.3:1，或甲基乙烯基MQ型硅树脂在25℃下为液体。

作为优选方案，所述能够自由基热聚合的具有咪唑盐基的单体选自1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐中的一种。