丙烯酸改性有机硅树脂涂层表面微结构的制备与表征

采用丙烯酸类单体对含可聚合双键的有机硅预聚物进行改性,合成丙烯酸改性有机硅树脂。使用三乙烯四胺固化后,涂层表面形成规律性的微结构形貌,微结构的存在使得改性树脂涂层表面的静态水接触角比纯硅树脂的大,疏水性增强。当有机硅预聚物与丙烯酸类单体含量比为1∶1、丙烯酸类单体中丙烯腈含量为15%~25%时,改性树脂涂层表面微结构形貌规律性较好。海水浸泡实验表明,丙烯酸改性有机硅树脂涂层表面微结构形貌较稳定,且附着力较好,可适应长期海水浸泡环境。     

含氧化亚铜的防污涂层中铜离子的释放及其在涂层体系中的分布

研究了以氧化亚铜为防污剂的自抛光防污涂层在模拟海水浸泡过程中铜离子的释放及其在防腐/防污涂层体系中的分布规律。防污涂层在浸泡过程中Cu2O会与NaCl溶液反应生成Cu2+,并伴随着丙烯酸树脂的水解,Cu2+得到释放从而具有防污效果。浸泡一段时间后,铜离子的渗出率基本保持稳定并显著大于铜离子防污的最小渗出率。但防污面漆中的Cu2+也会渗入中间漆以及防腐底漆中,并且伴随着浸泡时间的延长,防腐底漆以及连接中间漆中的铜含量都会增加,并且与时间呈正比关系。     

LED固化环氧丙烯酸酯/聚乙烯醇双网络水凝胶海洋防污涂料的研制

采用聚乙二醇二缩水甘油醚与丙烯酸反应制备了环氧丙烯酸酯（ PEGDGE-AA），然后通过 LED固化制备了 PEGDGE-AA/聚乙烯醇（ PVA）双网络水凝胶海洋防污涂层，探讨了 PEGDGE-AA与 PVA配比对防污涂层的力学性能及吸水溶胀性能的影响，并研究了防污涂层在人工海水中对硅藻生长的影响和抗硅藻附着性能。结果表明： PEGDGE-AA/PVA双网络水凝胶的拉伸强度高于 PVA单网络水凝胶，且随 PEGDGE-AA含量的增加，双网络水凝胶拉伸强度及弹性模量增加，断裂伸长率下降，吸水率下降，其中 PEGDGE-AA10PVA5双网络水凝胶的拉伸强度最高，拉伸强度在 570 kPa左右，弹性模量为 12. 7 kPa，断裂伸长率为 47. 0%。人工海水模拟实验结果证明，水凝胶涂层的存在对小新月菱型藻的生长基本无影响，但能阻碍其附着在涂层表面，所制备的 PEGDGE-AA/PVA双网络水凝胶具有较好的海洋防污能力。     

水解型自抛光防污树脂水解性能加速测试方法研究

为了研究水解型自抛光防污树脂水解性能的加速测试方法,选择具有合适pH的缓冲溶液体系,利用自制的丙烯酸硅自抛光防污树脂,考察了pH、温度对树脂水解性能的影响,并以此为基础建立了一种水解型自抛光防污树脂水解性能的加速测试方法,即在缓冲溶液pH 9.0,温度45℃的条件下,选择合适时间以涂层单位面积的质量损失进行树脂水解性能的评价。由水解加速测试和海水浸泡实验结果的对比可知,水解加速效果明显,能缩短水解性能测试的时间,可用于以水解质量损失为考察指标的水解型自抛光防污树脂合成条件的筛选。     

氧化亚铜空心球制备及其在海洋污损材料中的应用

采用软模板法和自模板法分别制备了Cu_2O空心球,探索了不同制备方法下反应条件对Cu_2O空心球形貌及性能的影响,研究了以其作为防污剂制备的涂层防海洋污损生物的防污性能。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和抑菌测试等手段表征和探讨了Cu_2O空心球的抑菌性能。结果表明:用软模板法得到表面光滑、结晶度高的Cu_2O空心球;用自模板法制备得到由纳米粒子组成的开口空心微球。在抑菌试验中,2种空心球浊液浓度为50μg/m L时,抑菌作用均可以达到95%以上,抑菌效果好。将2种Cu_2O空心球作为防污剂与含氟嵌段共聚树脂SBF改性树脂混合,得到2种杂化防污涂层。通过SEM进行表征,在抗藻类附着试验中,表面基本没有藻类附着,具有良好的防污性能。在浸泡过程中,2种杂化涂层的表面形成了不同的特殊纳米结构表面形貌,这应是少量Cu_2O空心球即可使杂化涂层具有好的防污效果的原因。     

无锡自抛光防污涂料动态性能研究

利用海水动态模拟试验装置模拟船舶航行时船舶水下船体防污涂料的实际服役工况,对两类船舶无锡自抛光防污涂层进行动态模拟试验,定期测量防污涂料铜离子释放率、表面粗糙度、涂层厚度等各项性能,研究各项性能的动态变化规律,并对两类无锡自抛光防污涂料达到一年防污期效的涂层厚度进行了计算。     

污损释放型涂料的防污与减阻性能研究

制备了一种以有机硅树脂为基体树脂的污损释放型涂料,并对其防污性能与减阻性能进行了研究。结果发现,硅油能够渗出到涂层的表面,引起表面形貌和表面能的强烈变化。随着硅油渗出量的增加,涂层表现出的"结构表面能"越大,并有利于防污性能的增强。污损释放型涂层的表面粗糙度远小于通用自抛光型涂层的表面粗糙度,并且在不同雷诺数下均表现出了良好的减阻效果。所研制的污损释放型涂料同时具有良好的防污性能与减阻性能,能够为我国商品化环境友好型防污减阻涂料的研发提供借鉴。     

自抛光防污涂层及评价技术的发展

介绍了自抛光防污涂料的防污机理和防污特点,概括了有机锡自抛光防污涂料和无锡自抛光涂料的防污机理和发展状况,阐述了几种不同无锡自抛光涂料的防污原理,对自抛光防污涂料通过测定防污涂层的有效成分渗出率间接反映防污性能的评价方法和实海挂板直接评价防污涂层的防污性能的传统评价方法进行了总结。详细介绍了几种自抛光防污涂料室内动态模拟性能评价方法和生物性能评价方法,并对自抛光防污涂料的发展方向进行了展望。     

新型有机硅海洋防污涂料的研究

以苯甲酸钠为防污剂、硅树脂为基料,制得硅树脂海洋防附着涂料.利用扫描电镜观察了硅树脂附着涂层的微观形貌,并测试了涂层表面的静态水接触角.结果表明,涂层的静态水接触角在加入苯甲酸钠前后未发生太大变化,表明苯甲酸钠在涂层表面未形成团聚而影响涂层的低表面能特性.采用标准曲线法,通过测定溶液的电导率,推算出苯甲酸钠的累计释放量,发现含苯甲酸钠的防附着涂层没有"暴释"的现象.采用GB/T 5370-1985防污漆样板浅海浸泡试验方法,将防污网片浸泡在浅海中,逐月观察网片上海洋污损生物附着种类、附着量及繁殖程度,同时与空白网片作比较.观察到涂有防附着涂层的网片被附着面积比率与对照组相比明显降低,防污性能相当优异;而且在涂有防污涂层的网片上没有藤壶等大型污损生物的附着.     

丙烯酸锌自抛光无铜防污涂料的制备与性能研究

采用两步法制备了丙烯酸锌自抛光树脂，通过红外光谱、凝胶渗透色谱对自抛光树脂的结构及相对分子质量进行表征，确定了接枝反应的发生，所合成树脂数均相对分子质量控制在 17 400左右；通过差示扫描量热仪、原子吸收光谱仪测试了树脂的 T_g和锌含量，树脂 Tg控制在 35 ℃左右，树脂锌含量在接枝反应 8h基本稳定。以所合成的自抛光树脂为基料制备了无铜防污涂料，并对无铜防污涂料的性能进行了分析。结果表明：该无铜防污涂料经过耐干湿交替实验，漆膜无起泡、无开裂、无脱落；配套涂层剪切强度可达 2. 55 MPa，耐剥离性能良好；在厦门大漓浦屿经过 3a浅海浸泡实验，漆膜表面无任何污损生物附着，防污性能良好。     

新型防污涂料动态性能模拟研究

利用海水动态模拟实验装置模拟船舶航行时船舶水下船体防污涂料的实际服役工况,对无锡自抛光和低表面能两类环保型防污涂料进行动态性能模拟实验,定期测量防污涂料铜离子释放率、表面接触角、表面粗糙度、涂层厚度等各项性能,研究各项性能的动态变化规律,并对两类防污涂料达到一年防污期效的涂层厚度进行了计算。     

Low surface energy self-polishing polymer grafted MWNTs for antibacterial coating and controlled-release property of Cu2O

Marine biofouling had been a headache when engaging in marine activities. The most effective and convenient method for dealing with this problem was to apply antifouling coatings. But now a single anti-fouling system was hard to satisfy the requirement of anti-fouling simultaneously. Therefore, it was particularly important to develop novel multi-system anti-fouling technology. In the work, a novel polymer coatings with polydimethylsiloxane (PDMS) segments in the main chain and hydrolysable side chain was designed and synthesized which showed low surface energy and self-polishing performance, and then we creatively covalently immobilized the polyurethane on the surface of multi-carbon nanotubes (MWNTs) to form multisystem antifouling coating. The results showed that the polymer coating would produce hydrolysable regions in the hydrophobic PDMS segment to endure the polymer coating hydrophobic and hydrolysis properties when contacted with water. In addition, the self-polishing rate and the surface energy could be regulated by varying its copolymerization, and the addition of MWNTs could kill the microorganisms and endowed the polymer coating itself enhanced antibacterial effect. Furthermore, considering the high specific surface area and physicochemical characteristics of MWNTs, it could be combined with antifoulant Cu₂O through a polar or non-polar combination as a carrier to control the release rate of Cu₂O in coatings.     

藤壶剪切强度试验及探讨

简便有效的测试评价方法可以缩短防污漆的开发周期,为其实际应用提供可靠依据。评价低表面能防污漆的测试方法主要有动态模拟试验、藤壶剪切强度试验、涂层降阻试验等。本文以ASTM D5618—1994(2011)为参照进行低表面能防污漆和自抛光防污漆的浅海浸泡对比试验,测算藤壶剪切强度,通过对比试验探讨其防污性能等;通过推演的公式可用于估算剥离藤壶的水流剪切相对速率及航速,完善试验方法,使其更具实际应用意义和参考价值。     

A brief review of environmentally benign antifouling and foul-release coatings for marine applications

Antifouling coatings for ship hulls are a very important topic in coating research. They are essential with respect to fuel consumption of ships: without antifouling coating, biological species start to adhere to the ship’s exterior, leading to a gradual increase in fuel consumption. To date, the working principle of most of the paint systems applied is based on slow release of toxins in time (self-polishing coatings). In this article, we discuss the environmental impact of marine antifouling coatings based on quantitative data available from literature. In addition, we critically review hydrophilic antifouling and hydrophobic foul-release coatings as toxin-free alternatives and discuss their potential for replacing self-polishing coatings.     

低表面能材料上海洋生物附着的研究

考察了不同表面状态的聚四氟乙烯材料和含有机氟、有机硅涂层的防污性能。低表面能材料上的污损生物附着不牢。聚氨酯、醇酸、氯醋乙烯等树脂为基料的涂层防污性差;而涂层中有机硅橡胶的含量比聚四氟乙烯更有利于防止海洋生物的附着。     

Pickering乳液法制备复合壳层微胶囊及其在涂料中的应用

以水包油（O/W）型 Pickering乳液为模板，经 UV光聚合法制备复合壳层中空微胶囊，探究了乳化剂纳米粒子的加入方式、粒径和光敏低聚物 PUA对微胶囊壳层的影响，并将微胶囊加入到树脂涂层中，探究微胶囊作为填料对涂层基本性能的影响。使用傅立叶变换红外光谱、扫描电镜、光学显微镜、热重等仪器对微胶囊结构进行表征，并对涂层性能进行了测试。结果表明：乳化剂 SiO₂-E纳米粒子加入到油相中制备得到的中空微球表面镶嵌有 SiO₂-E纳米粒子；乳化剂纳米粒子粒径的增加，影响中空微球的形貌但对尺寸无影响；当 PUA的质量分数从 10%增加到 30%时，中空微胶囊表面分布的纳米粒子减少，断裂伸长率从 11. 1%增加至 34. 5%，而最大拉伸应力从 21. 5 MPa降低至12. 1 MPa。中空微胶囊加入到涂料中，随中空微胶囊含量的增加，涂层的铅笔硬度提高且附着力良好。     

新型海洋防污涂料用防污剂及树脂的研究进展

防污剂和树脂是决定海洋防污涂料性能的关键成分。本文综述了近年来用于新型海洋防污涂料的天然产物防污剂和人工合成防污剂的研究进展;进一步从防污机理出发,总结了用于新型海洋防污涂料的基体树脂的种类,介绍了无锡自抛光树脂、生物可降解树脂、含杀菌官能团树脂、低表面能树脂和具有微相分离结构的树脂。此外,还展望了新型海洋防污涂料的未来发展方向,即环境友好的同时注重方式友好。     

无有机锡自抛光船舶防污涂料

本文说明研究开发船舶用无有机锡自抛光防污涂料的必要性及其进展情况。