[发明专利]一种基于长余辉发光仿生复合海洋防污涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于长余辉发光仿生复合海洋防污涂层的制备方法。该方法包括：将底漆树脂和稀释剂混合后涂覆于基材表面，烘干；将丙烯酸树脂、铝酸锶荧光粉、固化剂和稀释剂混合后涂覆于上述基材的底漆层表面，烘干；将疏水单体、亲水单体、引发剂和溶剂混合后反应，然后与助剂混合后涂覆于上述基材的荧光层表面，烘干，或者将不饱和功能单体、丙烯酸树脂、固化剂和稀释剂混合后涂覆于上述基材的荧光层表面，固化，然后再涂覆亲水单体、引发剂和助剂的混合溶液，固化。该方法可显著提高涂层的防污性能以及防污周期，经过光照后涂层余辉强度数月不发生衰减。

技术领域

本发明属于海洋防污涂层领域，特别涉及一种基于长余辉发光仿生复合海洋防污涂层的 制备方法。

背景技术

海洋生物的污损问题一直限制着人们对海洋资源的开发利用，各种海生物的附着会引起 船舶航行阻力增大，燃料消耗量增加，海生物的代谢产物对船只造成腐蚀，会增加船舶的维 修费用，降低船只的在航率，海生物还会堵塞海底各种管路、阀门和养殖网箱的网眼，造成 的经济损失难以估算。为了实现对海洋生物的防除，涂装防污涂料是解决污损问题唯一得到 广泛应用的既经济又高效的重要途径。目前使用的许多防污涂料，其所含可释放的防污毒剂 (如有机锡、氧化亚铜)会造成海水水体污染，引发生物变异，危及海洋食物链，对海洋生 态平衡以及人类健康具有潜在危害。针对这种情况，开发无锡、无毒的环保防污涂料成为防 污涂料的发展方向。

自20世纪80年代，科学家开始从自然界中获得解决海洋污损问题的灵感，仿生防污材 料逐渐引起人们的注意。海洋中的发光乌贼、章鱼等大型生物表面极少有微生物附着，除了 其自身表面的清洁作用除外，还与其自发光特性有关。鉴于海洋中的污损生物在极端条件(持 续光照、持续黑暗)下不能正常生存，夜间弱光即可达到明显的影响效果(CaoS,Wang J,Chen D.Settlement and cell division of diatom Navicula can beinfluenced by light of various qualities and intensities[J].Journal of basicmicrobiology,2013,53(11):884-894.)，近年来有关于长余辉 发光涂层的研究非常活跃。但由于海洋环境复杂、污损生物种类繁多，单一特性的功能涂层 难以达到令人满意的防污效果。

亲水性刷状防污涂层的表面和界面工程通常是由一种或多种亲水性大分子形成的化学结 构。近十年来引起了人们的关注，目前被认为是在多种行业和技术中实现特殊界面功能的一 种更有前景的策略(Leonardi A K,Ober C K.Polymer-Based MarineAntifouling and Fouling Release Surfaces:Strategies for Synthesis andModification[J].Annual review of chemical and biomolecular engineering,2019,10:241-264.)。海洋污染是一个由“基膜-生物膜-小型污损生 物-大型污损生物”构成的缓慢而复杂的过程，亲水性涂层由于与水之间的界面能很低，表面 可形成一层水化层，当海洋中的污损物靠近时需突破水化层才能与基体表面粘结，这就导致 需要更多能量，从而降低了黏附的可能性。

两亲性聚合物的表面和界面工程是一种将亲水性和疏水性组分结合在一起的化学结构， 近十年来也引起了人们的关注，目前也被认为是在多种行业和技术中实现特殊界面功能的一 种更有前景的策略(Galli G,Martinelli E.Amphiphilic polymerplatforms:Surface engineering of films for marine antibiofouling[J].Macromolecular rapid communications,2017,38(8):160070 4.)。海洋中大多数生物对基材的粘附会有一定倾向性，即更容易粘附于疏水或者亲水的表 面。两亲性聚合物的潜力在于能够提供一个不均匀的纳米级镶嵌化学表面，其中疏水性和亲 水性区域的共存会在沉降和粘附过程中混淆生物体，相对于纯疏水或纯亲水防污涂层具有更 广泛的防污效果。