[发明专利]一种水性无毒耐久型氟硅防污涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种水性无毒耐久型氟硅防污涂料及其制备方法与应用，其制备方法如下：1)制备有机硅改性环氧树脂：将有机硅与环氧树脂混合，加入催化剂反应得到有机硅改性环氧树脂EP‑Si；2)制备乳化剂：将聚乙二醇与环氧树脂混合，加入催化剂反应得到乳化剂EP‑PEG；3)制备水性环氧乳液：将乳化剂EP‑PEG与有机硅改性环氧树脂EP‑Si混合，升温至50～100℃，加入助溶剂和去离子水，充分乳化后得到水性环氧乳液；4)配制水性无毒耐久型氟硅防污涂料。本发明提供的水性无毒耐久型氟硅防污涂料附着力高、耐久性和防污性能好。

技术领域

本发明属于水性环保涂料技术领域，具体涉及一种可用于海洋船舶防污及海洋工程的水性无毒氟硅防污涂料。

背景技术

海水中含有多种金属盐，对海洋工程如深海渔场钢架结构涂层具有腐蚀性，经过一段时间的海水浸泡，涂料大多会产生脱落和开裂，露出底层的钢架结构，海水与钢架结构形成原电池层，加速表层钢面的腐蚀，长此以往，会对深海渔场等海洋工程的安全造成很大的威胁。

另外，海洋生物附着产生的污染对船舶和海洋工程建筑来说是一个非常头疼的问题，能够引起大面积生物附着的生物污染一般是因为藤壶、硅藻、贻贝等大型藻类以及原生动物个体附着在船舶表面，难以用船速提升来冲掉此类大面积海洋附着，海洋生物附着增加了船舶和深海渔场的重量，从而造成船舶燃油耗费增加、深海渔场需要大量的人力和物力进行除污工作。

目前深海渔场在建造的过程中使用的超强耐磨漆，主要目的是提高其在海水中的耐腐蚀性能和耐摩擦性能，并不具有防污性能，需要配置相应的清洗设备和人员进行自我清洗，浪费大量的人力物力。市售的船舶防污涂料都是以油性为主，效果较好的有阿克苏诺贝尔的Intelsleek1100SR、海虹老人Hempaguard高端防污涂料和Atlantic+中端防污涂料，其中1100SR和Atlantic+均采用低表面能的原理进行防污，即降低蛋白质在涂层上的附着力，来达到防污的效果，Hempaguard采用的是将有机硅水凝胶与可控的杀生剂释放技术融合于一种涂料中，既降低了表面能，又通过杀虫剂来杀死粘附的生物从而达到防污的目的，而杀虫剂会对海洋生态造成破坏。

以上产品价格昂贵，均价在800元/公斤以上，大大超出了很多从事海洋建设公司的预期，增加了建造成本，并且这三种产品均是油性产品，以甲苯作为稀释剂进行喷涂，大量的有机物挥发对施工者造成健康威胁并带来大量的环境污染。三种涂料以低表面能来作防污性能的主要依靠，然而在提高表面防污性能的同时，也降低了防污涂料的附着力，需要喷涂吸附力好的环氧底层，大大提高了整个船体的成本。另外，三种防污涂料都是用含氟含硅烯烃作为主要交联成分，使用过氧化物引发自由基聚合，得到的涂层具有一定的脆性，在实际海运的过程中边缘地段容易磨损脱落。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种附着力高、耐久性和防污性能好的水性无毒氟硅防污涂料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种水性无毒耐久型氟硅防污涂料，其制备方法如下：

1)制备有机硅改性环氧树脂：将具有下式Ⅰ的有机硅与环氧树脂按基团摩尔比X：环氧基＝1～2：1混合，加入催化剂反应(羟基和环氧基或者环氧上的羟基与有机硅所含有的胺丙基反应)得到有机硅改性环氧树脂EP-Si；

其中X为-OH、-NH₂或-COOH，R₁，R₂和R₃通式为-O-(CH₂)_m-H，R₄通式为-O-(CH₂)_m-，m为0-20的整数，R₁，R₂和R₃中的m可以相同或不同；