一种复合有机硅低表面能船舶防污涂料及其制备方法与流程

本发明涉及防污涂料，尤其涉及一种复合有机硅低表面能船舶防污涂料及其制备方法。

背景技术：

1、海洋污损生物（如细菌、藻类、藤壶等）在水下设施表面附着生长，形成致密生物膜并吸引更多生物聚集，导致船体质量增加、表面粗糙度上升，显著降低航行效率并大幅增加能耗。此外，污损还会加速金属腐蚀，缩短设备寿命，对海洋工程装备的可靠性和经济性构成严峻挑战。

2、传统防污技术主要依赖防污剂释放，但存在明显缺陷：化学防污剂难以有效抑制早期生物膜形成，而残存死菌会作为基质加速后续污损；早期开发的有机锡防污涂料虽具有广谱杀菌性、低毒杀浓度和稳定渗出率，但因毒性强对生态环境危害显著，已被禁止用于船舶涂料。

3、当前有机硅低表面能防污涂料使污损生物难以附着，具有环保优势，但其防污抑菌成分与有机硅体系的相容性差，易团聚或快速耗尽，造成防污周期短，而且涂层韧性不足，在船舶长期动态应力下易开裂剥落，进一步缩短防护寿命。

4、目前，这些缺陷严重制约了有机硅低表面能涂料在远洋船舶及大型海工装备中的规模化应用，开发兼具长效性、稳定性和机械强度的船舶防污涂料，具有极好的研究前景。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种复合有机硅低表面能船舶防污涂料及其制备方法。

2、一种复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其原料按质量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液40-60份，三乙醇胺1-3份，活化锌粉5-15份，分散剂1-3份，缓蚀剂1-3份，消泡剂0.5-1.5份，脂肪族胺水性分散体10-16份，丙二醇甲醚2-10份。

3、有机硅改性环氧树脂乳液的原料按质量份包括：双酚a型环氧树脂30-80份，端羧基聚酰胺胺10-18份，氨基硅烷1-5份，丙二醇甲醚1-3份，催化剂0.1-0.2份。

4、优选地，分散剂为聚羧酸盐类分散剂。

5、优选地，缓蚀剂为磷酸锌、钼酸钠、硝酸铈中至少一种。

6、优选地，消泡剂为聚醚改性硅氧烷。

7、优选地，氨基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中至少一种。

8、优选地，催化剂为三苯基膦。

9、优选地，活化锌粉采用如下步骤制取：将锌粉加入至磷酸溶液中搅拌1-2h，过滤，洗涤，真空干燥，加入至ph=8-9的tris-hcl缓冲溶液中，加入盐酸多巴胺、硅溶胶，70-80℃回流搅拌1-4h，降至室温，离心，洗涤，90-110℃热处理1-2h，降至室温，过滤，洗涤，真空干燥。

10、优选地，锌粉、盐酸多巴胺、硅溶胶的质量比为5-15：1-5：1-5。

11、上述复合有机硅低表面能船舶防污涂料的制备方法，包括如下步骤：

12、s1、将端羧基聚酰胺胺、氨基硅烷混合，120-140℃搅拌1-2h，减压蒸馏，加入双酚a型环氧树脂、丙二醇甲醚、催化剂，100-115℃搅拌1-2h，降至40-60℃，加水搅拌均匀得到有机硅改性环氧树脂乳液；

13、s2、将有机硅改性环氧树脂乳液、三乙醇胺、去离子水混合均匀，加入活化锌粉搅拌1-2h，加入分散剂、缓蚀剂、消泡剂、丙二醇甲醚继续搅拌10-30min，过筛得到a组分；

14、s3、将脂肪族胺水性分散体、丙二醇甲醚、水混合15-20min，得到b组分。

15、优选地，s1中，加水至含水量为40-50%。

16、与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

17、本发明采用有机硅改性环氧树脂乳液与活化锌粉协同作用，其中有机硅改性环氧树脂乳液不仅可显著降低涂层表面张力，赋予材料优异的低表面能，同时提升了涂层的韧性与耐冲击性，克服了传统有机硅涂料脆性大、易开裂的缺陷，配合活化锌粉作用，使体系具备良好的耐腐蚀性能，为基材提供基础防护。

18、本发明所得活化锌粉采用锌粉经聚多巴胺与硅溶胶复合处理，形成复合包覆层，增强分散稳定性，不仅有效抑制颗粒团聚与沉降，大幅提升储存稳定性与分散均匀性，而且与环氧树脂基材复配结合，有效强化涂层与基体的结合力，协同实现长效防腐与抗冲击性能提升。

19、本发明通过缓蚀剂进一步抑制金属腐蚀，分散剂优化组分相容性，而丙二醇甲醚调节黏度与干燥速率，共同保障涂层施工性能与长期稳定性，本发明兼顾环保性与功能性，突破了传统有机硅涂料防污周期短、机械强度不足的瓶颈，适用于远洋船舶及大型海工装备的长效防护需求。

1.一种复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其特征在于，其原料按质量份包括：有机硅改性环氧树脂乳液40-60份，三乙醇胺1-3份，活化锌粉5-15份，分散剂1-3份，缓蚀剂1-3份，消泡剂0.5-1.5份，脂肪族胺水性分散体10-16份，丙二醇甲醚2-10份；

2.根据权利要求1所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其特征在于，分散剂为聚羧酸盐类分散剂。

3.根据权利要求1所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其特征在于，缓蚀剂为磷酸锌、钼酸钠、硝酸铈中至少一种。

4.根据权利要求1所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其特征在于，消泡剂为聚醚改性硅氧烷。

5.根据权利要求1所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其特征在于，氨基硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中至少一种。

6.根据权利要求1所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其特征在于，催化剂为三苯基膦。

7.根据权利要求1所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其特征在于，活化锌粉采用如下步骤制取：将锌粉加入至磷酸溶液中搅拌1-2h，过滤，洗涤，真空干燥，加入至ph=8-9的tris-hcl缓冲溶液中，加入盐酸多巴胺、硅溶胶，70-80℃回流搅拌1-4h，降至室温，离心，洗涤，90-110℃热处理1-2h，降至室温，过滤，洗涤，真空干燥。

8.根据权利要求7所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料，其特征在于，锌粉、盐酸多巴胺、硅溶胶的质量比为5-15：1-5：1-5。

9.一种如权利要求1-8任一项所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述复合有机硅低表面能船舶防污涂料的制备方法，其特征在于，s1中，加水至含水量为40-50%。