仿渗型防污涂层的构建及其性能研究.pdf

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1、第14卷第9期2014年3月科学技术与工程Vo1．14No．9Mar．20141671—1815(2014)09—0231—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．化工技术仿渗型防污涂层的构建及其性能研究李志宏梁国雷关静田涛黄妹杰武继民张西正(军事医学科学院卫生装备研究所，天津300161)摘要低表面能防污涂料具有表面能低、污损生物难以附着或附着不牢、易于脱落等优点，是无毒防污涂料的一个重点发展方向。以自制的双组分FPA／SPU低表面能防污涂料为基材，通过添加不同

2、种类、不同黏度的硅油，制备了7种不同类型的硅油渗出型防污涂层。利用实验室手段对涂层的接触角、附着力、耐化学品性能、硬度及表面断面形貌进行了检测，通过静态实海挂板研究了涂层的防污性能。结果表明，硅油的添加有利于涂层防污性能的提高，硅油的种类和黏度大小对涂层的防污性能产生较大的影响，其中苯甲基硅油(255—150)的作用效果最佳。关键词防污涂料FPA／SPU硅油低表面能中图法分类号TQ637．2；文献标志码A浸人海水的物体，其表面受到海洋污损生物附作用的化学物质；海蟹可以分泌出一种酶，能抑制附着，给人类带来了诸多不便和巨大的经济损失

3、。据着生物产生的生物胶的凝固，从而防止生物附着；海不完全统计，全世界仅生物污损给各种水下工程设豚的表皮能分泌出特殊的黏液，具有很好的吸水性，施与舰船设备造成的损失就可达到每年数百亿美元在体表形成光滑的黏膜，使海生物难以附着。以上¨。面对海洋生物污损的严重危害，各国一直本文从仿生的角度出发，以自制的双组分含氟致力于寻找有效的防治手段。20世纪70年代，以硅丙烯酸．聚氨酯基防污涂料为基材，模拟大型海洋有机锡化合物(TBT)为防污剂的防污涂料一定程度生物(海豚、鲸鱼)黏液渗出，构建兼具低表面能与上解决了海洋生物附着的问题。然而，20世

4、纪80仿渗性能的新型防污涂料，文章主要探讨了不同种年代以来发现有机锡在鱼类、贝类体内会积累，导致类不同黏度的硅油对双组分FPA／SPU防污涂料性遗传变异，有机锡防污涂料已于2008年1月1日被能的影响。国际海事组织禁止使用。目前，氧化亚铜类防1实验部分污涂料占主导地位，但由于铜元素会在海港中大量聚集，从而破坏生态平衡，人们最终也会放弃使用这1．1主要原料类防污剂I5j。基于此，各国纷纷致力于开发新型、双组分FPA／SPU防污涂料(自制)j：主要成高效、无污染的防污涂料，研究方向主要包括低表面分为含氟聚丙烯酸酯(FPA)、有机硅改

5、性聚氨酯预能防污涂料、微结构防污涂料、导电防污涂料、硅酸聚体(SPU)、纳米SiO，其中m(SiO：)／m(resin)=盐防污涂料和天然防污剂防污涂料等。其中，低表0．8，用时现配；甲基硅油(201．100、201-350、201．面能防污涂料具有污损生物难以附着或附着不牢、500、201-1000)、苯基硅油(255-75、255—150、250—且易于脱落等优点，是无毒防污涂料的一个重点发30)、羟基硅油(208)购自上海树脂厂；二甲苯、乙酸展方向。丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙酮、氯化钠、盐酸购白天自然界的水生生物天生具有优

6、异的防污能力，津市联星生物试剂公司。而且其方式和原理多种多样J。鲨鱼具有特殊的1．2硅油渗出型防污涂层的构建表面结构，能够阻止海生物的附着；一些珊瑚、藻类、将制备好的一定量的FPA、SPU(NCO：OH=海草、海绵等能够代谢出对附着生物有避忌或抑制1．1：1)，适量硅油及填料混合、搅拌，室温下通过一NcO与一OH的交联固化形成低表面能聚合物网2013年10月29日收到，11月10日修改络，得到硅油渗出型防污涂层。第一作者简介：李志宏(1977一)，男，博士，助理研究员。研究方向1．3实验方法仿生材料、生物材料。E—mail：Li

7、zhihong1003@tom．con。接触角测量采用KRUSSDSA100型接触角测试通信作者简介：关静(1969一)，女，博士，副研究员。研究方向生物材料、仿生材料。E-mail：janeamm$@aliyun．con。仪测定蒸馏水在涂层表面的接触角，工作环境为25科学技术与工程14卷0——R—NCO+H0——R1—————R—-NH一一0——R——℃，RH70％，液滴大小为5，对每个膜样品，分别其中，4种甲基硅油与3种苯甲基硅油添加至FPA／测定不少于l0个部位的接触角，取平均值。SEMSPU双组分涂层中，可制备出仿渗型防

8、污涂层。而观察：采用PhilipsxL—30ESEM型扫描电子显微镜羟基硅油具有活性的羟基，在固化成型时其活性羟进行显微结构分析，加速电压为25kV，经喷金处理基参与交联固化反应，因而无法通过添加羟基硅油后测试。涂膜硬度：硬度测定按照GB6739-86进制备仿渗