[发明专利]仿生无毒舰船防污涂料及其制法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种含氟涂料，是一种含氟的烯烃共聚物和海洋生物提取物，以及溶剂、助剂构成的防污涂料。

背景技术：

由于海洋生物—尤其是贝壳类—在海洋上舰船底部的寄生与繁殖，使得舰船航行负担增加，即影响其航行速度及载荷效率。如何防止这些生物的寄生成了重要课题，经过大量研究，找到了用锡的有机化合物制成的涂料，可以有效的抑制和防止这些生物的生长。经过多年的使用，由于这类有机锡类涂料毒性较大，对海洋生态环境污染严重，在一定程度上影响了自然生态平衡，破坏了一些水生物的生存环境，特别是对具有重要生态和经济价值的海洋生物构成了严重危害，对其它海洋生物也有慢性影响。另外，通过鱼类、贝类等进入食物链，最终会危及人类的健康。随着有机锡涂料使用时间的延长，这种潜在的环境污染随着海上船舶的增加而日益严重。国际海事组织(IMO)、海上环境保护委员会(MEPL)于2001年10月IMO外交大会公布：在2003年1月2日以后所有使用含锡涂料的船只禁止海上运行。

随着开始禁用有机锡涂料的日期的到来，各国都已着手研究有机锡的替代品，近年来，发达国家已在开始使用无毒防污涂料，如IP公司与日本NPMC公司合作开发的以丙烯酸铜自抛光技术的ECOLOFLEN RANGE OFTBT-FREE SYSTEM已在3000艘船上使用。其中牌号为INTERSMOOTH360也已在海军舰船使用。佑顿公司的Seavictor50已被英国皇家海军采用，同时HEMPEL公司，JOTUN公司、SIGMA公司也先后将自己的无毒防污涂料推向市场，很快美军就有70艘军舰和百余艘商船采用这种防污漆，其防污效果可达三年以上。

我国国家海洋局在制定的新世纪议程中也将发展研究无毒防腐技术列为重点日程。

引用文献：

(1)周陈亮    中国涂料  1998№6

(2)Todd J T，Zimmerman R C Crews P，et al.

The anti-fouling activity of natural and synthetic phenolic acidsulphate eaters.

Phytochemistry，1993，34(2)：401-404

(3)Chem week，1973，112(18)，32 JP03-239766

发明内容：

本发明的目的是提供一种用天然生物的有效提取物与高分子聚合物结合成的、对船体有着强有力的粘接力、能防止海水腐蚀，对海洋生物附着的寄生物又有较强的抗拒能力的无毒害、无污染的涂料。

数据表明，氟聚物表面的粘附强度在海水作用下可减至25mj/m²以下，甚至更低，如果在配以天然生物活性剂交联，则更具有较强的抗粘附性。生物粘附力在临界表面张力下为23-25mj/m²的聚合物上最低。然而反常的是，海洋生物的粘附有不同的选择，例如藤壶对自由能为30-35mj/m²的表面最易粘附，而苔藓虫则对自由能为15-30mj/m²的表面粘附力最强。因此，析出氟化表面活性剂，从水介质在空气到液体界面自由组合。在失去溶剂和加热时，表面活性剂聚合形成共价键交联结构并失去电荷。由于深层中的交联密度高，取向Rf基被紧紧固定，故而往往能抗粘附性分子的渗入，又能防止粘附物引起的分子重排。生物附着时，可借助于适当的漆膜表面自由能，使生物与漆膜相互排斥，若表面能低于3×10^-4N/cm²，则海水中的糖蛋白及多糖类物质就不会吸附在该表面。这样，细菌、海洋生物都不会附着。氟化物是很常用的低表面能材料。同时含氟聚合物抗化学品、耐腐蚀、耐老化的性能较好，是目前用于涂料中较为优越的一类品种，对于舰船底部材料的保护也很有利。

本发明的方案是分两步而制成的防污涂料：首先是制备改性含氟树脂，而后用含氟树脂，提取的生物碱和肽类的天然物、助剂、溶剂而制成涂料。

一.改性含氟树脂的制取。主要原料为4-叔丁基苯基四氟噻吩氢氧化物，含氟乙烯聚合物、含氟乙烯单体和溶剂反应而成。其所用原料的配比(W％)为：

         4-叔丁基苯基四氟噻吩氢氧化物     8-20

         含氟乙烯聚合物                   20-53

         含氟乙烯单体                     15-25

         溶剂                             17-35