[发明专利]一种水性无毒长效防污涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，特别是涉及一种水性无毒长效防污涂料及其制备方法和应用。

背景技术

海洋中生活着大量的海洋生物和微生物。这些海洋生物和微生物能够附着在船底和海洋中的一切设施表面，使船壳等海洋设施受到污损，称为海洋生物污损。据统计，海洋中有大量的海生物浮游在海岸和港湾处，给船舶和其它海洋设施带来极大的危害，它既会加速船体的腐蚀，缩短船舶等的使用寿命，还会增加船体重量，使船舶航行阻力增加，从而降低船速和增加燃料消耗。利用即防污涂料进行舰船等海洋设施的防污，是目前广泛应用的方法。

尽管含有有机锡、氧化亚铜等防污剂的防污涂料对防止海洋生物的污损非常有效，但有机锡防污涂料对海洋鱼类、甲壳类动物、软体动物和海洋藻类等有强毒性，氧化亚铜防污涂料由于铜元素在海洋中大量积聚会导致海藻大量死亡，破坏生态环境。目前各国都在加紧无毒和低毒防污涂料的开发和应用。如中国发明专利CN201010135154.3公开了一种船舶及海洋设施用的防污涂料，它通过调整鳞片玻璃在防污涂料中的百分含量来控制Cu+的释放速度，可阻止海生物附着在船船及海洋设施表面，有效提高对船舶及海洋设施漆面的保护力度，且无毒、环保。中国发明专利CN200810088861.4公开了一种长效自抛光防污漆，由丙烯酸铜树脂、复合防污剂等组成，无毒环保。中国发明专利CN200910030819.1将Cu₂O中空亚微球单独、或包埋无毒有机防污剂的Cu₂O中空亚微球作为防污剂，应用于制备低毒海洋防污涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能优良的水性无毒长效防污涂料及其制备方法和应用。

本发明的具体内容进一步描述如下：

一种水性无毒长效防污涂料，其原料包含具有生物防污活性的无机纳米/生物高分子多孔复合粒子、水性羟基聚合物树脂、水性异氰酸酯交联剂、非必需颜填料和非必需助剂，将水性异氰酸酯交联剂加入无机纳米/生物高分子多孔复合粒子和水性羟基聚合物树脂的混合液中，通过原位化学交联反应，具有生物防污活性的无机纳米/生物高分子复合粒子以化学键结合均匀分散在聚合物涂层中，海洋污损生物容易附着在生物活性纳米粒子上，具有杀菌功能的纳米粒子能够杀灭、去除污损生物，从而实现涂层的防污功能，无机纳米/生物高分子多孔材料用量占涂料总量的5-55wt％，水性羟基聚合物树脂用量占涂料总量的40-90wt％，水性异氰酸酯交联剂用量占涂料总量的5-55wt％，非必需颜填料用量占涂料总量的0-40wt％，非必需助剂用量占涂料总量的0-20wt％；

其中具有生物防污活性无机纳米/生物高分子多孔复合粒子为无机纳米粒子原位沉淀在多孔生物高分子链上的纳米粒子，无机纳米粒子具有长效杀菌活性，其粒径为1-100nm种，生物高分子为表面带有羟基的天然或合成生物高分子，水性羟基聚合物树脂为水乳液型、水稀释型、后乳化型的水性含羟基聚合物树脂，水性异氰酸酯交联剂为含有活性异氰酸酯基团的水性异氰酸酯单体或低聚物，非必需颜填料为涂料中常用颜填料中的的一种或几种，非必需助剂为涂料中常用助剂中的的一种或几种。

一种水性无毒长效防污涂料的制备方法，具体步骤是在0-100℃条件下，在搅拌条件下将无机纳米/生物高分子多孔复合粒子、水性羟基聚合物树脂、非必需颜填料、非必需助剂共混，制备水性无毒长效防污涂料的A组分，水性异氰酸酯交联剂为B组分，将A、B组分混合，在0-100℃条件下干燥后固化获得长效防污涂层。

一种水性无毒长效防污涂料的应用，其特征在于，应用于船舶、桥梁、水下设施、海底电缆、浮桥和网具的防污保护涂层。

本发明所述水性无毒长效防污涂料，包含具有生物防污活性的无机纳米/生物高分子多孔复合粒子、水性羟基聚合物树脂、水性异氰酸酯交联剂、非必需颜填料、非必需助剂，将水性异氰酸酯交联剂加入无机纳米/生物高分子多孔复合粒子、水性羟基聚合物树脂的混合液中，通过原位化学交联反应，具有生物防污活性的无机纳米/生物高分子多孔复合粒子均匀分散在聚合物涂层中，具有杀菌功能的生物活性纳米粒子与海洋污损生物通过界面相互作用实现涂层的防污功能。

本发明所述水性无毒长效防污涂料，无机纳米/生物高分子多孔材料用量占涂料总量的5-55wt％，水性羟基聚合物树脂用量占涂料总量的40-90wt％，水性异氰酸酯交联剂用量占涂料总量的5-55wt％，非必需颜填料用量占涂料总量的0-40wt％，非必需助剂用量占涂料总量的0-20wt％。