專利名稱：一種低彈性模量有機(jī)硅防污材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋生物污損防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低彈性模量有機(jī)硅防污材料的 制備方法，特別是一種具有低表面能和低彈性模量的有機(jī)硅防污材料的制備方法。
背景技術(shù)：
在海洋環(huán)境的海水中存在著大量的海洋生物，這些海洋生物對(duì)長(zhǎng)期處于海水環(huán) 境中的船舶和結(jié)構(gòu)物表面產(chǎn)生附著作用，這種附著作用會(huì)增大船舶的行進(jìn)阻力，嚴(yán)重影響 船舶的航行速度，增加燃油消耗，同時(shí)還會(huì)破壞船舶和結(jié)構(gòu)物表面的防腐涂層，從而造成船 體和結(jié)構(gòu)物表面的腐蝕破損，嚴(yán)重影響其使用安全性，因此尋找合適的途徑防止海洋生物 對(duì)船舶和海洋結(jié)構(gòu)物的污損附著具有非常重要的意義。目前用來(lái)防止海洋生物污損的主 要途徑就是在船舶殼體和海洋結(jié)構(gòu)物的表面涂刷含有機(jī)錫和氧化亞銅的防污涂料，如專 利EP-A-51930公開了一種由甲基丙烯酸三丁基錫酯與甲基丙烯酸甲酯的共聚物和氧化亞 銅(Cu2O)為主要成份的自拋光防污涂料，涂布在船底等表面，能有效地防止海洋污損生物 的危害；中國(guó)專利CN101805546A(申請(qǐng)?zhí)枮?01010135154. 3)和CN101531841(申請(qǐng)?zhí)枮?200910030819. 1)分別公開了采用鱗片玻璃和Cu2O中空亞微球來(lái)控制銅離子釋放的防污 材料，均具有較好的防污能力；但這類涂料在毒殺附著海生物的同時(shí)，也會(huì)對(duì)其它的魚類、 貝類造成毒害，并且會(huì)在生物體內(nèi)和海洋環(huán)境中造成積累，嚴(yán)重危害海洋食物鏈和海洋生 態(tài)環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，因而逐漸被禁止使用或被限制使用；因此尋找新的無(wú)毒或低毒防污 材料是非常必要的。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外開發(fā)了多種無(wú)毒的防污材料，一種是將生物防污制劑 加入涂料中，通過(guò)干擾海洋生物的附著環(huán)境或生長(zhǎng)過(guò)程，改變細(xì)胞自身的表面特性等方式 起到防污作用，如中國(guó)專利CN101525508(申請(qǐng)?zhí)枮?00810008066. X)公開的利用紫莖澤 蘭提取物作為防污劑的防污材料；中國(guó)專利CN101485321(申請(qǐng)?zhí)枮?00810072406. 5)公 開的利用生物提取物齊墩果酸作為防污劑制備的防污涂料；雖然該類涂料能夠較有效的防 止污損海洋生物的附著和寄生，但在使用過(guò)程中受環(huán)境條件的影響較大，性質(zhì)還不太穩(wěn)定； 另一種是如中國(guó)專利CN101818024A(申請(qǐng)?zhí)枮?01010142998. 0)和CN1388196(申請(qǐng)?zhí)枮?02138736. 2)等公開的低表面能防污材料，基于低表面能的防污材料已經(jīng)開始在船舶上應(yīng) 用，但在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該材料仍然存在污損海洋生物附著的問(wèn)題，船舶需要定期沖洗，沖 洗過(guò)程中容易造成涂層的破損，因此，這類材料的防污性能還有待于進(jìn)一步提高。除表面能 外，有機(jī)硅材料的彈性模量也能夠直接影響其防污性能，污損海洋生物從有機(jī)硅材料表面 脫落所需的臨界脫附力與材料的彈性模量及表面能乘積的1/2次方成正比，有機(jī)硅材料的 彈性模量越小，在材料表面附著的污損海洋生物越容易脫落，有機(jī)硅材料的防污能力就能 夠得到提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，通過(guò)將乙烯基封端的聚二甲基硅氧 烷、含氫硅油、鉬催化劑、填料和可膨脹粒子進(jìn)行混合與硫化后制備防污表面材料，有機(jī)硅基體賦予材料表面低表面能的性質(zhì)，可膨脹粒子形成獨(dú)立的微孔并均勻分布在材料內(nèi)部， 賦予材料表面低彈性模量的性質(zhì)；污損海洋生物在低表面能、低彈性模量的表面上難以附 著或附著不牢固，從而實(shí)現(xiàn)防污的功效。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明先將乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、含氫硅油、鉬催化 劑、填料和可膨脹粒子進(jìn)行攪拌條件的充分混合與硫化后制備成防污表面材料，有機(jī)硅基 體賦予材料表面低表面能，可膨脹粒子形成獨(dú)立的微孔并均勻分布在材料內(nèi)部，賦予材料 表面低彈性模量；其主要技術(shù)特征在于低彈性模量有機(jī)硅防污材料的質(zhì)量配比為乙烯基 封端的聚二甲基硅氧烷為100質(zhì)量份，含氫硅油為0.2 10質(zhì)量份，鉬催化劑為0.2 1 質(zhì)量份，填料為5 40質(zhì)量份，可膨脹粒子為0 5質(zhì)量份，先將原料充分混合攪拌10分 鐘，控制溫度在常溫_120°C條件下進(jìn)行硫化6 M小時(shí)而制得產(chǎn)品。
本發(fā)明涉及的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷粘度在^OmPa-S到lOOOOOmPa 之 間，或由不同粘度材料的混合物組成；含氫硅油的含氫量質(zhì)量百分比在0.2%到2%之間； 鉬催化劑為氯鉬酸與異丙醇或二乙烯基四甲基二硅氧烷按質(zhì)量比為1 1的配合物；填料 是但不僅限于采用氣相法或沉淀法制備的白碳黑或經(jīng)疏水處理的白碳黑；可膨脹粒子是由 聚合物殼體及其包裹著的液體組成的可受熱膨脹的微球；所制備的防污材料的彈性模量在 3MPa以下，對(duì)海洋污損生物有較好的防除作用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其硅藻、石莼孢子在海洋環(huán)境物體表面上的附著力明顯 下降，極易在海水的沖刷作用下脫落；在相同的海水沖刷作用下，相對(duì)于模量較高的市售有 機(jī)硅彈性體材料(E = 4. 3MPa)，硅藻的脫除率提高64%，石莼孢子的脫除率提高119%。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例先將乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、含氫硅油、鉬催化劑、填料和可膨脹 粒子按表1所列的質(zhì)量比例稱取并進(jìn)行充分混合攪拌10分鐘，在表1所列的溫度和時(shí)間條 件下進(jìn)行硫化制得五種低彈性模量有機(jī)硅防污材料。
表1 實(shí)施例1中的五個(gè)組份條件參數(shù)，其中各原料質(zhì)量單位為克
權(quán)利要求
1.一種低彈性模量有機(jī)硅防污材料的制備方法，其特征在于低彈性模量有機(jī)硅防污材 料的質(zhì)量配比為乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷為100質(zhì)量份，含氫硅油為0.2 10質(zhì)量 份，鉬催化劑為0. 2 1質(zhì)量份，填料為5 40質(zhì)量份，可膨脹粒子為0 5質(zhì)量份；先將 原料充分混合攪拌10分鐘，控制溫度在常溫_120°C條件下進(jìn)行硫化6 M小時(shí)而制得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低彈性模量有機(jī)硅防污材料的制備方法，其特征在于乙烯基 封端的聚二甲基硅氧烷粘度在260mPa · S到lOOOOOmPa · S之間，或由不同粘度材料的混合 物組成；含氫硅油的含氫量質(zhì)量百分比在0. 2%到2%之間；鉬催化劑為氯鉬酸與異丙醇或 二乙烯基四甲基二硅氧烷按質(zhì)量比為1 1的配合物；填料是采用氣相法或沉淀法制備的 白碳黑或經(jīng)疏水處理的白碳黑；可膨脹粒子是由聚合物殼體及其包裹著的液體組成的可受 熱膨脹的微球；所制備的防污材料的彈性模量在3MPa以下。
全文摘要
本發(fā)明屬于海洋生物污損防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有低表面能和低彈性模量的有機(jī)硅防污材料的制備方法，低彈性模量有機(jī)硅防污材料的質(zhì)量配比為乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷為100份，含氫硅油為0.2～10份，鉑催化劑為0.2～1份，填料為5～40份，可膨脹粒子為0～5份；先將原料充分混合攪拌，控制溫度條件下進(jìn)行硫化而制得產(chǎn)品，其硅藻、石莼孢子在海洋環(huán)境物體表面上的附著力明顯下降，極易在海水的沖刷作用下脫落；在相同的海水沖刷作用下，相對(duì)于模量較高的市售有機(jī)硅彈性體材料，其硅藻的脫除率提高64％，石莼孢子的脫除率提高119％。
文檔編號(hào)C09D7/12GK102040909SQ20101053131
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月23日
發(fā)明者張金偉, 藺存國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所