[发明专利]一种仿生结构的缓释型防污复合涂层的制备方法

说明书

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种材料含有硅油和带有类鱼鳞结构的仿生防污复合涂层的制备方法。所述制备方法具体步骤如下：1)将有机硅面漆涂覆到涂有底漆、中间漆的基体上，得到有机硅面漆涂层；2)制备疏水聚合物微球；3)在有机硅面漆涂层上制备单层紧密堆积的聚合物微球阵列，得到仿鱼表皮结构和粘液的渗出的防污复合涂层。本发明制备方法工艺简便，可以迅速制备目的样品，所制得的含有硅油和具有类鱼鳞结构的防污复合涂层具有显著的防污效果；由于类鱼鳞结构的聚合物微球的存在，减缓了硅油的渗出速率，从而延长了涂层的使用寿命，具有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种材料含有硅油和带有类鱼鳞结构的仿生防污复合涂层的制备方法。

背景技术

对于在海洋中航行的船舶而言，海洋污损是一个巨大的问题，它的影响方方面面，包括经济，环境和安全等。目前，喷涂防污涂料是通常用于解决海洋污损问题最有效，最经济的方法。自从国际海事组织于2003年禁止使用有毒的杀菌剂型防污涂料以来，研究和开发环保型防污涂料就变得尤为重要。

近年来，受海洋生物天然的防污机理的启发，开发仿生防污涂层越来越受到人们的关注。因此，受鱼鳞结构和鱼表皮分泌的抗菌粘液的启发，我们开发了一种简便的方法来制造新型环保的防污涂料。

人们秉承着向大自然学习的态度，通过研究经过长期进化的水生生物所具有的特殊微纳米尺度的结构和分泌的天然防污化学物质，来获得防污方面的灵感。而根据Cassie-Baxter公式来看，当微纳结构中空气层比例的增加确实能够促使疏水结构表面的疏水性的增加，以及极大降低材料的表面能。在海洋中，鱼表皮分泌的粘液同样具有防污的功能，粘液使表面变得润滑，减弱了海洋污损生物与鱼表面之间的粘接强度，在水流的剪切力下，污损生物能够轻易的脱附从而实现防污。由此可见，通过在船舶防污涂层表面构筑一定的仿生微纳结构和掺加润滑剂而实现防污具有一定可行性以及研究的意义。但是在科学研究中，润滑剂的种类和自然结构有其局限性。因此，发展一种利用微纳结构和润滑剂协同作用而进行防污的仿生防污涂层的简便方法是十分有意义的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种简单、快捷、高效的方法来制备含有硅油和带有类鱼鳞结构的仿生防污复合涂层，利用微纳结构和润滑剂协同作用以进行船舶防污。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种防污复合涂层的制备方法，具体步骤如下：

1)将有机硅面漆涂覆到涂有底漆、中间漆的基体上，得到有机硅面漆涂层；

2)制备疏水聚合物微球；

3)在有机硅面漆涂层上制备单层紧密堆积的聚合物微球阵列，得到仿鱼表皮结构和粘液的渗出的防污复合涂层。

上述技术方案中，优选地，所述步骤1)中有机硅面漆的制备方法包括以下步骤：

a.将聚二甲基硅氧烷、二甲苯和纳米硫酸钡按质量比为90：20：1进行混合，在分散机中以1000～3000rpm的转速分散20～40min，得到甲组分，再将甲组分、二甲苯、分散剂、消泡剂、钛白粉和硅油按质量比为80：10：1：1：30：4进行混合，以3500～5000rpm的转速分散55～90min，分散后在研磨机中研磨，得到A组分；

b.将正硅酸乙酯、硅烷偶联剂和二甲苯按质量比为4：1：1进行混合，得到B组分；

c.将二月桂酸二丁基锡与丙酮按质量比为3：7进行混合，得到C组分；

d.将A、B、C组分按质量比为20：4：1进行混合，得到有机硅面漆。

上述技术方案中，优选地，所述步骤2)中疏水聚合物微球的制备方法包括以下步骤：取表面经过疏水化处理的聚合物微球，分散在去离子水中，得到聚合物微球分散液；

所述去离子水的用量为5～20mL；所述聚合物微球的浓度为1～20wt％。