本發(fā)明涉及海洋防污涂層，具體涉及一種有機-無機復合的防污涂料及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、適用于海洋環(huán)境鋼質(zhì)船舶、鋁制船舶等所有船舶的防污涂料應當不含有有機錫化合物，且必須環(huán)保無毒、無刺激性氣味，防污期效長。

2、現(xiàn)有海洋船舶防污主要采用溶解型防污涂料、自拋光防污涂料和低表面能防污涂料。溶解型防污涂料主要由松香、樹脂(氯化橡膠)、防污劑、助劑、顏料、溶劑組成；溶解型防污涂料前期由于松香的溶解，防污劑釋放，防污效果好，一般防污期限在1年左右，溶解型防污漆主要使用在漁船上。自拋光防污漆主要由松香、自拋光樹脂(丙烯酸樹脂、有機硅樹脂)、防污劑、助劑、顏料、溶劑組成，自拋光防污漆是目前防污漆主流產(chǎn)品，成熟產(chǎn)品防污劑釋放較為穩(wěn)定，防污效果好，防污效果一般為3-5年，目前大部分商用船舶采用的為自拋光防污漆，但是，自拋光防污漆主要依賴船舶航速拋光，船舶需根據(jù)船舶的航速來選擇不同的自拋光防污涂料。低表面能防污漆為新一代環(huán)保型防污漆，海虹x3等國際品牌防污漆，產(chǎn)品不含防污劑，主要依靠涂層表面的超低表面張力，海洋生物很難附著的特點防污。在實際應用中很難做到長效防，防污期限較短(3-5年)。

3、專利cn118064055a公布了一種海洋環(huán)境下水性有機硅耐蝕防污透明涂層及其制備方法和應用，該發(fā)明以水性環(huán)氧改性有機硅樹脂，硅烷偶聯(lián)劑為固化劑，以羧基化氧化石墨烯為抑菌因子的防污涂料。但該涂料很難對海生物附著作用不明顯，羧基化氧化石墨烯很難抑制海生物生長。且使用壽命較短，2-3年就會不能起到有效的防污作用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了提供一種有效防污期長的防污涂料及其制備方法和應用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種防污涂料，其原料包括重量份比為(7-9)：1的a組分和b組分，其中，a組分包括以下重量份的原料：羥基有機硅樹脂50-75份，防污劑5-20份；

4、b組分包括以下重量份的原料：改性有機硅樹脂10-30份，硅凝膠20-80份和助劑1-10份；

5、羥基有機硅樹脂為二端羥基硅油，羥基有機硅樹脂中羥基含量為0.025-3wt％。

6、羥值過大，分子量就過小，漆膜較脆；羥值過小，分子量較大，粘度較大，流動性較差。

7、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述b組分中，硅凝膠的原料包括硅烷20-60份，酸溶液0.2-10份，溶劑30-70份。

8、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，硅烷為正硅酸乙酯。

9、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，酸溶液為鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、甲酸、苯甲酸的溶液中至少一種，優(yōu)選鹽酸溶液、硫酸溶液和醋酸溶液中至少的一種。

10、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述溶劑為乙醇、甲醇中的一種。

11、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述b組分中，硅凝膠的制備方法包括：將硅烷溶解在溶劑中，并滴加酸溶液，攪拌反應13-30h得到。

12、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，酸溶液的質(zhì)量濃度為30-37％。

13、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，a組分還包括：顏料2-20份，填料0-10份和溶劑5-30份。

14、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，b組分還包括：溶劑10-40份。

15、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，羥基有機硅樹脂的粘度為50-5000pa.s。

16、粘度過大，分子量太大，施工性有較大影響，流平不好；分子量太小，分子量過小，同樣不有利于產(chǎn)品施工。

17、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述a組分中，防污劑為氧化亞銅、吡啶硫酮銅、dcoit中的至少一種。

18、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述a組分中，顏料為氧化鐵紅、鈦白粉、氧化鐵黃、鈷藍、鈷綠、鈦鎳黃、炭黑、銅鉻黑、鐵黑、酞青藍、酞青綠、大紅顏料中的至少一種。

19、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述a組分中，填料為二氧化硅、長石粉、滑石粉、硫酸鋇、氣相二氧化硅中的至少一種，優(yōu)選二氧化硅、硫酸鋇中的至少一種。

20、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述a組分中，溶劑為二甲苯、乙醇、乙酰丙酮、正丁醇、異丁醇中的至少一種。

21、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述b組分中，改性有機硅樹脂為環(huán)氧聚醚改性有機硅樹脂、聚乙二醇改性有機硅樹脂、聚醚胺改性有機硅樹脂、聚醚改性有機硅樹脂中的至少一種。優(yōu)選聚醚改性有機硅樹脂或聚醚改性含氫有機硅樹脂。

22、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述b組分中，助劑為有機錫、有機錫螯合物、鈦酸酯、鈦螯合物、乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鋁中的至少一種，優(yōu)選有機錫、有機錫螯合物、乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鋁中至少的一種。

23、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，所述b組分中，溶劑為二甲苯、甲苯、三甲苯、乙醇、丙二醇甲醚、正丁醇、異丁醇、乙酰丙酮、丁酮肟中的至少一種，優(yōu)選二甲苯、乙酰丙酮、丁酮肟中至少的一種。

24、基于同樣的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還要求保護所述防污涂料的制備方法，包括以下步驟：

25、制備a組分：先將羥基有機硅樹脂、部分溶劑攪拌均勻，后在攪拌的條件下加入顏料、防污劑和填料，分散20-30min，得到漿料；然后，將漿料砂磨至細度≤20μm，加入剩下的溶劑；

26、制備b組分：將無機凝膠、溶劑和助劑攪拌均勻，后在攪拌的條件下加入改性有機硅樹脂；

27、按照比例將a組分和b組分混合均勻，得到所述防污涂料。

28、在其中的一個優(yōu)選的實施例中，攪拌的轉(zhuǎn)速為400-800rpm/min。

29、本發(fā)明的目的之三是提供所述防污涂料在船舶底部防污上的應用。具體是將其噴涂船舶底部，提升其防污和微生物抗附著性能。

30、本發(fā)明的目的是提供一種應用于海洋船舶的低表面能防污涂層，涂層具有均勻交錯的低表面能表面和水凝膠表面，水凝膠涂層性質(zhì)類似隱形眼鏡性質(zhì)，該膜層具有光滑的外表但是從微觀上，該膜層有較多小面積的親水性膜層，該親水性膜層中水蒸氣可以緩慢滲透和排出，該低表面能防污涂層漆膜彈性好，表面張力低、抗沖擊性能好、高抗刮傷性能。

31、具體而言，本發(fā)明的技術(shù)方案采用涂層低表面張力為主、水凝膠技術(shù)和殺菌劑為輔相結(jié)合的方式共同作用解決低表面能防污漆防污期效短的問題。下面試對本發(fā)明做進一步的解釋：

32、本發(fā)明的防污涂料中采用超低表面能羥基有機硅樹脂、低聚無機硅凝膠、親水聚醚鏈段物質(zhì)組成。低表面能羥基有機硅樹脂和超低表面張力低聚無機硅凝膠發(fā)生縮合反應，形成立體海藻結(jié)構(gòu)，提供超低表面能疏水性部分涂層；聚醚鏈段改性有機硅樹脂均勻鑲嵌在立體海藻結(jié)構(gòu)的孔隙內(nèi)，提供了親水部分表面，在海水中聚醚鏈段部分緩慢溶于海水，有機硅部分和水結(jié)合形成水凝膠；由于涂料施工時涂料混合，這些組分成為均勻立體分散體，成膜干燥后為均勻涂層，從微觀上涂層疏水無機硅膠結(jié)構(gòu)和聚醚有機硅結(jié)構(gòu)鏈段均勻交錯，因此，在海水中形成了以超低低表面能結(jié)構(gòu)為主，親水結(jié)構(gòu)點綴其中的涂膜，形成類似隱形眼鏡的有機硅彈性體。該涂層使用后，親水部分聚醚鏈段吸水形成微孔水凝膠層，微孔水凝膠層會產(chǎn)生極緩慢物質(zhì)交換，水的進出會帶出防污劑和聚醚有機硅，聚醚有機硅部分和防污劑進一步繼續(xù)結(jié)合成水凝膠面；在親水部分表面形成新的帶有防污劑的水凝膠膜層，親水凝膠膜層不僅具含有高濃度防污劑，高濃度防污劑可以防止細菌生長防污，從而破壞海生物生長環(huán)境，從而防止海生物生長形成在涂層表面，防止時間長了以后疏水的低表面能部分被海洋生物附著。而疏水部分由于涂層的低表面張力，海生物不易附著。由于低表面能的設(shè)計，該涂層主體為超低表面張力有機硅涂層，涂層結(jié)構(gòu)中基體樹脂超疏水結(jié)構(gòu)占涂層95％以上，所以涂層表現(xiàn)出超低的表面張力和極強的疏水性性能，理論上，純無機硅涂層水接觸角可達150°以上，親水部分會降低水接觸角，經(jīng)實測，本發(fā)明的防污涂層與水的接觸角達到110°以上，涂層整體表現(xiàn)出優(yōu)異的海生物脫附能力，有效使用期長達七年以上，有效長期降低航行中船舶的阻力，從而降低能耗，提升航速，可降低能耗10％以上。