[发明专利]一种微相分离型海洋防污防腐涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微相分离型海洋防污防腐涂层，采用硅橡胶和聚氨酯两种体系通过同步互穿法制备硅橡胶/聚氨酯微相分离型海洋防污防腐涂层。将两种体系的材料复合，由于材料的相容性不同，从而引起表面的微相分离，在涂层表面形成天然的微结构，而微结构被证明有利于防止生物污损，但是以往此类涂层并没有防腐性能。另外此类涂层通常使用硅橡胶等低表面能材料制备，这就造成了以往此类涂层的粘接性能差的问题，当其涂覆到船体时很容易脱落，而本发明相对于低表面能材料具有优秀的粘接性能。

技术领域

本发明属于海洋防污防腐涂层技术领域。

背景技术

海中的细菌、藻类、藤壶、海草、贝类等多种生物会在附着并生长在水下表面，这种现象称为海洋生物污损。海洋生物污损会造成船体的航行阻力上升，加速船体腐蚀，引起海洋生物入侵，给全球海洋工业带来了巨大的经济损失。此外，海洋中的任何水下表面均受海洋生物污损的影响，例如码头、水下管道、钻井平台、跨海大桥等，当生物污损发生时，会减少设备的寿命，影响操作人员的人身安全。当舰船表面发生生物污损时，严重影响舰船的机动性和战斗力，增加了返回船坞的维护时间，降低了在航率。当生物污损发生时，通常需要强力的方法(如高压水枪、超声波、人工铲除、爆炸法等)来去除船体表面的污损生物，这些方法通常过于耗费时间，例如我国16舰的前身“瓦良格”号改造时，清理船体表面的污损生物花费了数月的时间。因此在船体表面喷涂防污涂层是十分有效的抑制生物污损的方法，传统的防污涂层通常使用有毒的物质(如三丁基锡、氧化亚铜等)来直接毒杀污损生物，从而起到防污的效果。然而，这些有毒物质会在海洋生物体内富集，对海洋生物造成致死、致畸，并通过食物链危害多种生物，甚至包括人类。因此，需要开发新型无毒、高效的防污涂层来减少海洋生物污损的影响。

海水是一种极强的腐蚀介质，同时波浪、水流、泥沙等对水下表面的持续冲击，使水下表面发生多种腐蚀，例如点蚀、空泡腐蚀、电化学腐蚀、电偶腐蚀等。此外，污损生物的附着和分泌的代谢产物造成表面环境恶化，进一步加剧腐蚀的产生。当腐蚀发生时，水下设施的强度发生改变，可能引起表面的破裂、漏穿，直接影响水下设施的安全，同时增加了返修时间和维护成本。腐蚀有着“舰船癌症”之称，其对多个国家造成了巨大的经济损失，是一个全球性的难题。最新的统计表明，美国每年的腐蚀花费约2760亿美元。全球腐蚀权威机构NACE在2016年发布的《腐蚀技术的国际预防、应用和经济学研究报告》中指出，腐蚀每年给全球带来的成本高达2.5万亿美元。在中国，每年的腐蚀花费约3100亿美元，占国内生产总值的3.34％。早在2012年，我国海军每年的舰船防腐维修成本已经超过15亿人民币。因此减少海洋生物污损和腐蚀的危害对全球海洋工业的发展意义非凡。

在水下表面涂覆防护涂层是经济、高效的防污防腐手段。然而，传统的防污防腐涂层并不是一体化的，按涂层功能可以分为防污涂层和防腐涂层。这种情况就造成了涂层的功能单一化，如果运用多种涂层来达到防污防腐效果，则要考虑不同涂层间的粘接、匹配优化，造成涂覆效率的下降和维护成本的上升。因此，开发防污防腐双功能涂层对满足水下表面的防护需求具有十分重要的意义。将两种体系的材料复合，由于材料的相容性不同，从而引起表面的微相分离，在涂层表面形成天然的微结构，而微结构被证明有利于防止生物污损。虽然有相关的文献报道此类防污涂层，然而其并没有防腐性能。另一方面，此类涂层通常使用硅橡胶等低表面能材料制备，这就造成了其粘接性能差，当其涂覆到船体时很容易脱落。

发明内容

为解决上述问题，发明了一种微相分离型海洋防污防腐涂层，并且相对于低表面能材料具有优秀的粘接性能。

本发明中的一种微相分离型海洋防污防腐涂层，采用硅橡胶(如伊米凯9050、9060等型号)和聚氨酯(如聚醚型聚氨酯预聚体1060、1080等型号)两种体系通过同步互穿法(Simultaneous interpenetration method)制备硅橡胶/聚氨酯(SR/PU)微相分离型海洋防污防腐涂层。

所述的微相分离型海洋防污防腐涂层的制备方法，具体步骤如下：