[发明专利]一种嵌入紫外LED灯珠的高透紫外防污涂层系统及其制备方法

说明书

本发明属于海洋防污领域，特别涉及一种嵌入紫外LED灯珠的高透紫外防污涂层系统及其制备方法。系统为基底、LED灯珠和高透紫外防污涂层；所述高透紫外防污涂层覆盖在固定有LED灯珠的基底上。所述嵌入紫外LED灯珠的高透紫外防污涂层系统在海洋防生物污损中的应用。本发明将紫外灯消毒杀菌的原理与高透紫外涂层结合，所制备的防污涂层系统对污损生物具有持久、广谱且高效的抑制效果，特别是对微生物粘膜。此外，该防污系统采用低功耗、高亮度的LED灯源，可以方便的采用目前很多新型能源从而在茫茫大海中现场取电，而不需要铺设电缆。本发明的防污系统具有对环境生态无污染，绿色环保；制备工艺简单高效、实用性强，易于推广的特点。

技术领域

本发明属于海洋防污领域，特别涉及一种嵌入紫外LED灯珠的高透紫外防污涂层系统及其制备方法。

背景技术

海洋生物污损可定义为微生物、藻类和水生动植物在浸入海水的结构体上的不利累积。污损过程由最初海水中的有机化合物(如多糖类、脂类和蛋白质)几秒内吸附在船壳等海洋构筑物的洁净表面开始。最初的污损生物主要由细菌及其分泌的胞外多聚物和硅藻等组成，它们不断生长繁殖，与海水中的无机分子、有机分子和悬浮海泥、颗粒物等形成微生物粘膜，随着时间的增加，大型污损生物的幼体开始附着，种类和个体数不断增多，最终形成生物群落。污损生物附着在船体表面会降低船舶的航行速度并产生额外的摩擦阻力，尤其是会使大型集装箱船、军舰、远洋货轮等的燃油费剧增。同时，污损生物附着也会影响如海洋风电钢桩、桥梁钢桩、浮标和新型水下机器人—水下滑翔机的使用寿命，从而造成由生物污损引起的生物腐蚀等更为严重的问题。此外，在滨海电站取水及冷却水系统的循环管道和换热设备上也易积聚大量贝类和藤壶等海生物，严重影响机组的工作效率，降低换热效率，增加单位成本。

防污涂层可以防止污损生物在船壳和在其它浸没于海水里的设施表面附着和生长，传统的含杀生剂防污涂料会不断地释放出一种或多种杀生剂，从而达到抑制海洋生物附着的目的。然而杀生剂的使用会对环境造成一定的污染，如汞、砷类、DDT和有机锡化合物已经大范围的被禁止使用。

近年来，无毒防污方法引起了越来越多关注。有机硅基污损释放型涂料(FRC)可以允许污损生物附着，并且在高航速下借助水流剪切力可以将大多数污损生物脱除，但是目前仍然无法脱除细菌、硅藻等微生物形成的粘膜层。其它如氟化聚合物，智能高分子涂层，亲水/疏水涂层，纤维涂料，可擦洗惰性涂料和无浸出活性涂料等已被研究并且被考虑作为含杀生剂型防污涂料的替代选择。尽管这些防污技术可以通过多种方式抑制污损生物的附着和生长，但目前还没有找到一种可广泛适用于船舶及其他海洋设施的防污手段。一方面，这些技术还没有发展成为一种功能性涂料体系；另一方面，这些技术尚不能提供一种长期或普遍有效的方式来保持船体及水下海洋设施表面的清洁。

紫外线是一种在医学方面广泛使用的消毒技术，它可以利用特殊设计的高强度、高效率和长寿命的UVC(波长在200～280nm的紫外光线)短波紫外线照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死，其原理是它破坏了细胞组织中的DNA和RNA，从而阻止了细胞的再生。其优点是物理消毒、无二次污染，对环境生态无害并且使用安全，在使用过程中无需储存、运输及使用任何有毒、腐蚀性化学物品，最重要的是紫外线消毒性能稳定且不受环境条件和水中酸碱度变化的影响。

此外，在浩瀚的海洋中，电力的稳定供给也对紫外线在海洋防污领域的使用提出了巨大挑战，毕竟从沿岸接入电力是一件非常麻烦且成本高昂的事情。对于沿岸的海洋设施，在不计成本的条件下，尚且可以考虑，但对于长期在远海大洋中服役的水下滑翔机、钢桩、浮标等则几乎不可能。虽然紫外线杀菌被认为是一种有效的方法，但是其在实际应用中还面临电力供应的难题。

发明内容

为了克服目前防污涂料及防污手段的不足，本发明提供一种嵌入紫外LED灯珠的高透紫外防污涂层系统及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：