[发明专利]一种自泌性低表面能减流阻涂料

说明书

技术领域

本发明一种自泌性低表面能减流阻涂料，属低表面能涂料领域，特别涉及减流阻涂料产品。

背景技术

舰船航行中速度和压力脉动形成的流体阻力，以及管道输送油气中流体与管道内壁的相互作用产生的摩擦阻力，严重影响了舰船航行速度和油气的输送效率，使舰船航行、管道输送油气等损耗了大量能源。在建设“节约型社会”的今天，减少流体阻力、降低能量消耗，已成为世界各国的热门研究内容。

在诸多的表面减流阻措施中，低表面能涂层的疏水性使物体壁面与水不会产生很强的亲合性，直接影响壁面的切变应力状态，能有效减小壁面的切变应力，从而降低流体运动阻力。同时，低表面能涂层还具有一定的自洁、防污功能，可以防止污染物和海生物的附着。

目前研制的低表面能涂料在长期的使用中，由于摩擦磨损、水流冲刷、阳光辐照等作用的影响，低表面能性质容易衰减，而失去减阻效果。如俄罗斯的氟碳涂层(Полизам)、美国3M公司的低表面能涂膜，以及国内研制的一系列全氟(甲基)丙烯酸酯、全氟基-硅氧烷、全氟基-异氰酸酯等低表面能膜层材料，在成膜初期、或者处于密闭状态下，均具有优异的低表面能性能。但如果暴露在使用环境中，短则1～2天，长则1～2周，表面能明显升高而与基材的表面能相近。

因此，为解决低表面能涂料的长效性问题，获得具有长效的低表面能性质的涂料和涂层，是业内外关注的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自泌性低表面能减流阻涂料，以含缓释性低表面能微胶囊涂料，获得长效低表面能减流阻涂层。

本发明目的是通过以下技术技术方案实现的：

本发明所自泌性低表面能减流阻涂料，由以下按质量计组分配方：

氟碳清漆            70～90份

氟硅聚合物微胶囊    20～40份

固化剂选自：

甲苯二异氰酸酯TDI、二苯甲烷二异氰酸酯MDI、

六亚甲基二异氰酸酯HDI中的一种    10～15份，

所述氟硅聚合物微胶囊，其包覆壁材为脲醛树脂，其芯材氟硅聚合物为满足下式

的聚合物，通过将脲醛树脂预聚体分散至氟硅聚合物的水分散液而制备。

上述的氟碳清漆由以下质量份数的各组分组成：

氟碳成膜树脂        50～70份

消泡剂              0.3～0.8份

流平剂              0.5～1份

溶剂                10～40份

所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷类或聚醚类或高级醇类消泡剂，

所述流平剂选用丙烯酸类或有机硅类和氟碳化合物类流平剂，

所述溶剂为常规有机溶剂。

上述的氟硅聚合物微胶囊制作步骤为：

(1)按质量比尿素∶甲醛＝(10～30)∶(35～50)制备脲醛树脂预聚体；

(2)、按质量比氟硅聚合物∶吐温-80∶水＝(40～60)∶(1～2)∶(250～300)比例，采用高速剪切乳化机制备氟硅聚合物

分散液，所述氟硅聚合物为满足下式的聚合物；

(3)、按质量比脲醛树脂预聚体∶分散液＝(45～60)∶(250～350)；

将步骤(1)制备的脲醛树脂预聚体滴加进入步骤(2)的分

散液中，用冰醋酸调节酸度至pH值2～3，加热至70℃，反

应2h，过滤、干燥反应产物，得到氟硅聚合物微胶囊产品。

本发明在氟碳清漆中加入了氟硅聚合物的微胶囊，制成具有自泌性的低表面能涂料，所含低表面能的微胶囊为壳核结构，其外层为与涂料相容性良好的脲醛树脂，其芯材为具有超低表面能的氟硅聚合物。本发明自泌性低表面能涂料成膜后，不仅具有常规低表面能氟碳涂层的优异低表面能性质，同时还具有优异的自泌调节性，即涂层在使用过程中，受压、磨损、或水流冲刷时，微胶囊壁材被破坏，被包覆的氟硅聚合物释放出来，溢到涂层表面，进一步形成应急增补低表面能涂层，使涂层更具有低表面能性质。由于涂层的受压、磨损和水流冲刷主要存在于涂料的表面，因此微胶囊的破坏和芯材的释放是一个由涂层表面自深层逐步出现的过程，当面层微胶囊破坏释放的氟硅聚合物损耗后，里层的微胶囊破裂释放氟硅聚合物补充，依次蔓延至涂层深层。因此，相比直接在涂料中加入氟硅聚合物制备的涂层，本发明制备的低表面能涂层具有更长效的低表面能性质。