一種海洋船舶防污涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋船舶防污涂層的制備方法，屬于防污涂層制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋中微生物、植物和動(dòng)物附著在艦船、潛艇、鉆探設(shè)備、儀器儀表、養(yǎng)殖網(wǎng)籠等浸入海水的物體上并對(duì)之產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象稱為生物污損。生物污損給艦船、潛艇、鉆探設(shè)備等海洋設(shè)施帶來(lái)嚴(yán)重的危害，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，并制約著我國(guó)海洋國(guó)防和海洋事業(yè)的拓展。而傳統(tǒng)的船舶防污涂料因其高毒性而正逐步退出歷史舞臺(tái)，新型高效無(wú)毒的防污涂裝材料的研發(fā)已迫在眉睫。
[0003]附著材料表面的表面能、化學(xué)成分、表面微結(jié)構(gòu)、色澤等性質(zhì)均對(duì)污損生物的附著種類和數(shù)量有一定的影響。相對(duì)于柔軟的基體材料來(lái)說(shuō)，堅(jiān)硬材料的表面更利于污損生物的附著；而基體材料表面若具有低表面能，光滑，或憎水等特性時(shí)則不利于污損生物的附著。
[0004]目前，防污涂料的基體樹脂主要包括丙烯酸樹脂、有機(jī)硅樹脂、有機(jī)氟樹脂、氟硅樹脂、聚氨酯樹脂、乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂等。其中，丙烯酸樹脂因良好的附著力、較低的成本以及可通過(guò)改性獲得的自拋光性能，得以最廣泛的應(yīng)用。有機(jī)硅、有機(jī)氟及氟硅等樹脂的防污涂料形成的涂層表面，具有低表面能的特性，不易受到生物的污損，因而備受關(guān)注，近年來(lái)獲得了極大的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)目前傳統(tǒng)的防污涂料中，有機(jī)錫和氧化亞銅防污劑會(huì)對(duì)海洋造成嚴(yán)重污染并且影響人體健康，而低表面能丙烯酸樹脂因其具有良好的附著力以及自拋光性能成為防污涂料的首選基體，但是其彈性模量小，質(zhì)脆的缺陷又限制了它的應(yīng)用，因此提供了一種海洋船舶防污涂層的制備方法，該方法從生姜和大蒜中提取出混合辣素代替有機(jī)錫和氧化亞銅防污劑，輔以氟硅中間體對(duì)丙烯酸樹脂進(jìn)行改性，最終制得海洋船舶防污涂層，其中生物質(zhì)防污劑混合辣素的使用避免了有機(jī)錫和氧化亞銅防污劑對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生的污染，氟硅改性后的丙烯酸樹脂，彈性模量變大，機(jī)械性能增強(qiáng)，輔以其自身的低表面能以及良好的附著力，得到一種環(huán)保無(wú)毒的海洋船舶防污涂層，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)稱取200?300g生姜和300?400g大蒜，分別去皮剁碎，放入石白中用石杵搗碎并研磨成泥狀混合物，再將泥狀混合物裝入5L陶瓷罐中，加入混合物體積2?3倍的黃酒，用攪拌棒將混合物攪拌均勻；
(2)再將上述陶瓷罐放入微波浸提器中，加熱升溫至55?75°C，以100?200W的功率微波振蕩浸提2?3h，過(guò)濾分離去除濾渣，得到混合浸提液并轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，加熱升溫至65?75°C，旋蒸去除浸提液中的乙醇并濃縮至原體積的1/3，得到混合辣素，備用； (3)將甲基丙烯酸三氟乙酯與三甲基氯硅烷按摩爾比為3:2進(jìn)行混合并溶于混合物總體積2?3倍的二甲苯中，用玻璃棒攪拌均勻后，取200?300mL混合液移入帶有攪拌器、溫度計(jì)和滴液漏斗的四口燒瓶中；
(4)將上述四口燒瓶放入油浴鍋中，加熱升溫至90?110°C，啟動(dòng)攪拌器并通過(guò)滴液漏斗每隔20?30min向瓶?jī)?nèi)滴加0.3?0.5mL過(guò)氧化苯甲酰引發(fā)劑，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2?3h，得到透明粘稠的氟硅中間體；
(5)稱取50?10g丙烯酸丁酯、100?120g甲基丙烯酸甲酯和130?150g甲基丙烯酸羥乙酯溶于I?2L混合溶劑中，其中混合溶劑是由二甲苯和乙醇按體積比為3:1混合制得，將混合均勻后的溶液裝入高溫反應(yīng)釜中，逐滴滴加50?10mL備用的混合辣素，在100?200 °C下保溫反應(yīng)I?2h，得到混合預(yù)聚體；
(6)將200?300g混合預(yù)聚體放入密煉機(jī)中，向密煉機(jī)中以8?10mL/min的速率通入氮?dú)庵敝林脫Q出所有空氣，在150?200°C下保溫處理20?30min后，加入30?50mL氟硅中間體，升溫至200?300°C繼續(xù)密煉I?2h后出料，包裝即得一種海洋船舶防污涂層。
[0007]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法是:將本發(fā)明制得的海洋船舶防污涂層用毛刷蘸取后均勻的涂刷在船體表面，其中涂刷厚度為5?8mm，待其自然晾干后即可，干燥后檢測(cè)，涂層接觸角為135?140°，表面能為3.80?3.90mN.m—1，附著力為I級(jí)，沖擊強(qiáng)度為45?55kg.cm，柔韌性為0.8?1.2mm，硬度為2?4H，具有極佳的防污效果。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制得的海洋船舶防污涂層中生物質(zhì)防污劑混合辣素的使用避免了有機(jī)錫和氧化亞銅防污劑對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生的污染，氟硅改性后的丙烯酸樹月旨，彈性模量變大，機(jī)械性能增強(qiáng)，且具有低表面能以及良好的附著力，具有極佳的防污效果O
【具體實(shí)施方式】
[0009]稱取200?300g生姜和300?400g大蒜，分別去皮剁碎，放入石臼中用石杵搗碎并研磨成泥狀混合物，再將泥狀混合物裝入5L陶瓷罐中，加入混合物體積2?3倍的黃酒，用攪拌棒將混合物攪拌均勻;再將上述陶瓷罐放入微波浸提器中，加熱升溫至55?75°C，以100?200W的功率微波振蕩浸提2?3h，過(guò)濾分離去除濾渣，得到混合浸提液并轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，加熱升溫至65?75°C，旋蒸去除浸提液中的乙醇并濃縮至原體積的1/3，得到混合辣素，備用；將甲基丙烯酸三氟乙酯與三甲基氯硅烷按摩爾比為3: 2進(jìn)行混合并溶于混合物總體積2?3倍的二甲苯中，用玻璃棒攪拌均勻后，取200?300mL混合液移入帶有攪拌器、溫度計(jì)和滴液漏斗的四口燒瓶中；將上述四口燒瓶放入油浴鍋中，加熱升溫至90?110°C，啟動(dòng)攪拌器并通過(guò)滴液漏斗每隔20?30min向瓶?jī)?nèi)滴加0.3?0.5mL過(guò)氧化苯甲酰引發(fā)劑，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2?3h，得到透明粘稠的氟硅中間體;稱取50?10g丙烯酸丁酯、100?120g甲基丙稀酸甲酯和130?150g甲基丙稀酸輕乙酯溶于I?2L混合溶劑中，其中混合溶劑是由二甲苯和乙醇按體積比為3:1混合制得，將混合均勻后的溶液裝入高溫反應(yīng)釜中，逐滴滴加50?10mL備用的混合辣素，在100?200°C下保溫反應(yīng)I?2h，得到混合預(yù)聚體;將200?300g混合預(yù)聚體放入密煉機(jī)中，向密煉機(jī)中以8?10mL/min的速率通入氮?dú)庵敝林脫Q出所有空氣，在150?200°C下保溫處理20?30min后，加入30?50mL氟硅中間體，升溫至200?300°C繼續(xù)密煉I?2h后出料，包裝即得一種海洋船舶防污涂層。
[0010]實(shí)例I
稱取200g生姜和300g大蒜，分別去皮剁碎，放入石白中用石杵搗碎并研磨成泥狀混合物，再將泥狀混合物裝入5L陶瓷罐中，加入混合物體積2倍的黃酒，用攪拌棒將混合物攪拌均勻；再將上述陶瓷罐放入微波浸提器中，加熱升溫至55°C，以100W的功率微波振蕩浸提2h，過(guò)濾分離去除濾渣，得到混合浸提液并轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，加熱升溫至65°C，旋蒸去除浸提液中的乙醇并濃縮至原體積的1/3，得到混合辣素，備用；將甲基丙烯酸三氟乙酯與三甲基氯硅烷按摩爾比為3:2進(jìn)行混合并溶于混合物總體積2倍的二甲苯中，用玻璃棒攪拌均勻后，取200mL混合液移入帶有攪拌器、溫度計(jì)和滴液漏斗的四口燒瓶中；將上述四口燒瓶放入油浴鍋中，加熱升溫至90°C，啟動(dòng)攪拌器并通過(guò)滴液漏斗每隔20min向瓶?jī)?nèi)滴加0.3mL過(guò)氧化苯甲酰引發(fā)劑，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2h，得到透明粘稠的氟硅中間體;稱取50g丙烯酸丁酯、10g甲基丙烯酸甲酯和130g甲基丙烯酸羥乙酯溶于I