有機硅氟低表面能防污涂料的制備和表征.pdf

1、傳統(tǒng)的毒劑型防污涂料在防止海洋生物污損的同時，也給海洋環(huán)境帶來了嚴重的污染，隨著海洋環(huán)境保護呼聲的日益高漲，研究開發(fā)無毒防污涂料勢在必行。本文針對目前國內(nèi)無毒防污涂料開發(fā)相對落后，產(chǎn)品嚴重缺乏的問題，研制了無毒低表面能有機硅防污涂料，并針對其機械性能差的缺陷，合成了有機氟低表面能防污涂料用基體樹脂-含氟丙烯酸酯類共聚物，并對共聚物的結(jié)構(gòu)和涂層的表面性能進行了表征。 本文首先制備了不同顏基比以及添加不同種類硅油的低表面能有機硅防污

2、涂料，利用測定水滴在涂層表面的接觸角、彈性模量、靜態(tài)實海掛板、AFM、SEM、EDX等手段對低表面能有機硅防污涂料進行詳細的性能表征，在其表征過程中提出了模擬海生物附著力實驗室評價方法。同時對其防污機理進行了分析，然后對與之配套的有機硅體系中間連接層進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)污損海生物附著強度大致與涂層表面能和彈性模量乘積的二分之一次方成正比，而對表面能以及彈性模量的調(diào)控可通過顏基比的改變來實現(xiàn)。合適的顏基比不僅能夠賦予有機硅防污涂層

3、足夠的機械強度以及合適的彈性模量，而且能夠形成與表面化學組成相匹配的微觀幾何結(jié)構(gòu)，有效降低其表面能，最終使得污損海生物附著力降低、防污性能提高；(2)高苯基含量的PDMDPS硅油能夠擴散遷移到涂層的表面，并減弱污損海生物附著強度，進而改善涂層防污性能；(3)低表面能有機硅防污涂料難以阻止海洋生物污損過程的發(fā)生，但能夠降低污損海生物附著強度，同時硅油的滲出能夠協(xié)助涂層減弱海洋生物污損過程第一階段的發(fā)生。并且當海洋環(huán)境不再適宜污損海生物生長

4、時，海生物會主動從低表面能有機硅涂層表面脫落。經(jīng)過海水的沖刷作用，涂層仍能保持較好的表面狀態(tài)；(4)以分子量較大、表面能較高的有機硅樹脂為基體樹脂，并添加雙氨基硅烷偶聯(lián)劑制備的有機硅中間連接層，與環(huán)氧防腐底漆的粘結(jié)強度良好，同時有利于表面能較低的有機硅防污面漆的涂覆。 針對低表面能有機硅防污涂料機械性能差的缺陷，采用自由基共聚合的方法合成了適用于有機氟低表面能防污涂料的基體樹脂—含氟丙烯酸酯類共聚物，利用GPC，IR和H-NMR

5、對得到的共聚物進行了表證，通過測定水滴在漆膜表面的接觸角、掃描電子顯微鏡、XRD散射能譜分析等，研究帶有不同全氟烷基丙烯酸酯類單體種類以及含量對漆膜表面性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)當含氟丙烯酸酯的用量一定時，具有長烷基側(cè)鏈更有利于氟原子在漆膜表面的富集，因而具有更低的表面能；(2)對共聚物來說，當含氟單體用量小于3％時，隨著含氟單體用量的增加，氟原子自動富集在材料的表面，引起材料表面能顯著降低；當含氟單體用量超過3％時，由于氟原子在材料