一种防海洋生物附着的喷涂漆及其漆膜的热喷涂制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种防海洋生物附着的喷涂漆及其漆膜的热喷涂制备方法。

背景技术：

1、海洋生物污损是指海洋生物(包括海洋植物、海洋动物和海洋微生物)在船底、码头、浮标及各类人工设施上附着、栖息及生长并对人类活性产生不利影响的过程，这些附着生物被称为污损生物。一般来说，海洋生物污损包括四个阶段：第一阶段，蛋白质、多糖、脂类等有机物和一些无机物会附着于基材表面形成一层蛋白质膜；第二阶段，细菌和硅藻等微生物附着在蛋白质膜上快速生长并分泌生物大分子(如蛋白质、多糖等)，形成一层生物膜；第三阶段，海藻孢子和原生生物附着在生物膜上生长；第四阶段，大量大型污损生物继续附着生长，进而形成严重的生物污损层。

2、海洋生物污损给水产养殖、国防、航运及海洋工程等带来了多方面的严重危害，例如，航运船只被污损生物附着后会增加航行阻力，堵塞管道，加快金属被腐蚀的速度；污损生物还会妨碍和干扰海中军事设施和民用器材的正常工作，改变大型海洋结构物水下部位的表面特征等。由此可见，海洋生物污损已成为当前海洋工业中存在的严峻问题。

技术实现思路

1、为了解决海洋工业中存在的海洋生物污损的问题，降低海洋生物在船底、码头、浮标及各类人工设施中的附着，本发明提供一种防海洋生物附着的喷涂漆及其漆膜的热喷涂制备方法。

2、根据本发明的第一个方面，提供一种防海洋生物附着的喷涂漆，该喷涂漆包括以下重量份的物料：聚氨酯树脂60～80份，防污剂5～8份，助剂3～5份，溶剂20～40份；

3、防污剂具有如下通式ⅰ：

4、

5、r1、r2、r3独立地选自氢原子、羟基、酯基中的其中一种；

6、r4、r5、r6、r7、r8独立地选自氢原子、卤素原子中的其中一种。

7、本发明提供的防海洋生物附着的喷涂漆以聚氨酯树脂作为树脂基体，并引入结构如通式ⅰ所示的防污剂，该防污剂的结构中含有苯环和醚键，苯环中的共轭大π键与醚键的共同作用使得喷涂漆经过热喷涂后形成的漆膜对海洋污损生物具有极强的抑制作用，可有效防止菌类、藻类、海洋植物、低等动物等海洋污损生物在海洋船舶表面上的附着，赋予漆膜良好的防海洋生物附着性能。

8、优选地，r1、r3均为酯基，r2为氢原子，

9、或，

10、r1、r3均为羟基，r2为酯基。

11、优选地，上述防污剂的结构式如式ⅱ或式ⅲ所示；

12、

13、本方案通过在结构如式ⅰ所示的防污剂的基础上，在苯环上进行酯基取代和/或溴原子取代后，得到结构如式ⅱ或如式ⅲ所示的防污剂并将该防污剂引入到本发明提供的喷涂漆中，能够进一步提高喷涂漆经过热喷涂后形成的漆膜的防生物附着性能。

14、优选地，助剂包括消泡剂、分散剂、润湿剂中的至少一种。

15、优选地，消泡剂包括二甲基硅油、有机硅、聚醋酸乙烯酯中的至少一种。

16、优选地，分散剂包括苯乙烯-马来酸酐钠盐、十二烷基磺酸钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。

17、优选地，润湿剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的至少一种。

18、优选地，溶剂包括芳烃类溶剂、脂肪烃类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂中的至少一种。

19、优选地，芳香烃类溶剂包括甲苯、二甲苯中的至少一种。

20、优选地，脂肪烃类溶剂包括己烷、庚烷中的至少一种。

21、优选地，酯类溶剂包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸甲氧基丙酯中的至少一种。

22、优选地，醇类溶剂包括异丙醇、丁醇中的至少一种。

23、优选地，醚类溶剂包括二氧杂环己烷、二乙醚、二丁基醚中的至少一种。

24、优选地，酮类溶剂包括甲基乙基酮、甲基异丁基酮中的至少一种。

25、优选地，上述聚氨酯树脂为有机硅改性聚氨酯树脂。

26、本方案所涉及的防生物附着的喷涂漆中所采用的树脂基体为有机硅改性聚氨酯树脂，利用有机硅对聚氨酯树脂进行改性后使得有机硅链段在聚氨酯树脂表层富集，降低了喷涂漆经过热喷涂后形成的漆膜的表面能，进而喷涂漆的防生物附着性能。

27、优选地，按照质量份数计算，用于制备有机硅改性聚氨酯树脂的物料包括：聚四氢呋喃二醇30～45份，端羟基有机硅3～7份，异氰酸酯25～35份，催化剂3～8份，扩链剂5～10份，中和剂2～5份。

28、优选地，端羟基有机硅包括羟基封端聚二甲基硅氧烷。

29、优选地，异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己基异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的至少一种。

30、优选地，催化剂包括三亚乙基二胺、二甲基环己胺、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、二月桂酸二丁基锡中的至少一种。

31、优选地，扩链剂包括2,2-二羟甲基丙酸、二羟基半酯、乙二胺基乙磺酸钠、二乙烯三胺、甲基乙二醇胺中的至少一种。

32、优选地，中和剂包括三乙胺、盐酸、醋酸、环氧丙烷中的至少一种。

33、优选地，上述有机硅改性聚氨酯树脂通过以下步骤制备得到：

34、s1.将聚四氢呋喃二醇、异氰酸酯、催化剂、端羟基有机硅进行预聚反应，制得预聚体；

35、s2.将扩链剂加入到预聚体中进行扩链反应，制得中间体；

36、s3.向中间体中加入所述中和剂进行中和反应，接着向反应体系中加入水进行乳化反应，制得有机硅改性聚氨酯树脂。

37、优选地，在s1中，预聚反应的温度为75～85℃，时间为2～4小时。

38、优选地，在s2中，扩链反应的温度为75～85℃，时间为2～4小时。

39、本方案以聚四氢呋喃二醇、端羟基有机硅和异氰酸酯为主要原料，在催化剂的作用下进行预聚反应后，在扩链剂的作用下进行扩链反应，并经过中和剂中和成盐后加水乳化，合成的有机硅改性聚氨酯树脂除了具有低表面能的特点以外，还具有黏度低、耐热性和稳定性良好的特性，将上述有机硅改性聚氨酯树脂应用于喷涂漆中，经过热喷涂后形成的漆膜能够更加有效地抑制海洋生物在漆膜上的附着，提高了漆膜的防海洋生物污损性能，同时提高了漆膜的耐热性。

40、优选地，按照质量份数计算，用于制备上述有机硅改性聚氨酯树脂的物料还包括：端羟基聚氧乙烯基醚2～5份。

41、经过有机硅改性后的聚氨酯树脂虽然具有低表面能的特性，但是，在有机硅改性聚氨酯树脂的制备过程中所形成的si-o-c键的耐水解性较差，本方案通过在有机硅改性聚氨酯树脂的制备过程中引入端羟基聚氧乙烯基醚，聚氨酯树脂中的n-h能够与醚氧基之间形成氢键，加强了分子之间的作用力，将本方案所涉及的有机硅改性聚氨酯应用于防海洋生物附着的喷涂漆中，能够增强聚硅氧烷和聚氨酯树脂的相容性，进而提高了喷涂漆经过热喷涂后形成的漆膜的耐水性。

42、根据本发明的第二个方面，提供一种防海洋生物附着的喷涂漆的制备方法，包括以下步骤：

43、根据本发明的第三个方面，提供一种防海洋生物附着的漆膜，该漆膜含有上述防海洋生物附着的喷涂漆。