[发明专利]生物杀伤性污垢释放涂料体系

说明书

发明领域

本发明涉及污垢释放涂料(foul release coating)在控制生物杀伤剂从包含该污垢释放涂料和生物杀伤性下层涂料的涂料体系的浸出中的用途。此外，本发明涉及该涂料体系、其在抑制基板上的积垢中的用途和经该涂料体系涂覆的基板。

背景技术

人造海洋结构体如船和舟体、浮标、钻探平台、干船坞设备、产油钻机和浸在水中的管线易因水生生物例如绿藻和褐藻、藤壶(barnacle)、贻贝等而积垢。这些结构体通常由金属制成，但还可包含其他结构材料如混凝土。该积垢造成船体上的困扰，这是因为其增加移动通过水期间的摩擦阻力，结果为速度降低和增加燃料成本。其造成静态结构体如钻探平台的支架和产油钻机上的困扰，这首先是因为厚积垢层对波浪和水流的阻力可在结构体中引起不可预测和潜在危险的应力，其次是因为积垢导致难以检查结构体的缺陷如应力裂隙和腐蚀。其造成管线如冷却水进口和出口中的困扰，这是因为有效横截面积由于积垢而减小，使得流速降低。

传统上通过含有生物杀伤剂的防污漆来抑制积垢，该生物杀伤剂会逐渐从漆中浸出。商业上最成功的抑制积垢方法涉及使用防污涂料，其含有对水生生命有毒的物质，例如三有机锡化合物。然而，由于一些这些毒素若在特定情况下释放入水生环境中时所可能具有的破坏效应，因而这些涂料越来越不受欢迎。

多年来已知(例如公开于GB1,307,001和US3,702,778中)某些涂料，例如弹性体(如聚硅氧烷橡胶)耐受水生生物的积垢。这些涂料为非生物杀伤性，通常为疏水性，且据信其具有以物理方式阻止沉降和/或生物体无法轻易粘附的表面，因此其可称作污垢释放涂料而非防污涂料。污垢释放性质可通过藤壶粘附测量(例如ASTM D5618-94)来表征。已由此方法记录以下藤壶粘附值：聚硅氧烷表面(0.05MPa)，聚丙烯表面(0.85MPa)，聚碳酸酯表面(0.96MPa)，环氧表面(1.52MPa)和氨基甲酸酯表面(1.53MPa)(J.C.Lewthwaite、A.F.Molland和K.W.Thomas，“An Investigation into the variation of ship skin fictional resistance with fouling”,Trans.R.I.N.A.,第127卷，第269-284页，London(1984))。作为可否将涂料视作污垢释放型的指示：污垢释放涂料通常具有小于0.4MPa的平均藤壶粘附值。

聚硅氧烷橡胶和聚硅氧烷化合物通常具有非常低的毒性。当应用于舟体时，该污垢释放体系的一个缺点为虽然积垢生物的累积减少，但需要相对高的容器速度来移除所有积垢物质。因此，在某些情况下，已显示需以至少10节的速度航行以令人满意地从经该涂料处理的船体移除积垢。出于该原因，聚硅氧烷橡胶迄今仅获得有限的商业成效。

长久以来还已知聚硅氧烷污垢释放涂料对于防腐涂料的粘附通常较差，除非使用合适的衔接涂层或链接涂层(link coat)来确保足够的粘附。这些衔接涂层通常含有聚硅氧烷。含有聚硅氧烷的衔接涂层的实例描述于EP521983和EP1832630中。

有时将合适衔接涂层与第二涂料层的组合称为“双重”污垢释放体系。迄今为止，描述于现有技术中的这些双重体系中用作衔接涂层的组合物通常不含添加的生物杀伤剂，且WO2008/013825明确教导不使用生物杀伤剂作为其体系的一部分。

GB1409048公开海洋聚氨基甲酸酯顶层涂料组合物，其能够吸收其自身重量的30-300%的海水，且施用在生物杀伤性防污涂料上。GB1409048的聚氨基甲酸酯顶层涂料并非就本发明而言的污垢释放涂料(参见：“Redefining antifouling coatings”,Journal of Protective Coatings and Linings,1999年九月，第26-35页，其公开与聚硅氧烷相比聚氨基甲酸酯具有极高的藤壶粘附强度)。在GB1409048中未公开或提出后续的污垢释放涂料层。