技术领域
本发明涉及防污涂料技术领域，特别是一种低表面能长效防污涂料及其制备方法。
背景技术
在海洋设备防腐问题中，对于来自海洋生物的腐蚀是最难处理的以一种，这些海洋生物附着在海下设备、船只、救生带、港口设施、养殖场、渔网等等之上，对这些海洋设备造成破坏。尤其是如果这些海洋生物附着在船底，则船表面变得粗糙因而需要频繁地维修。
目前的防污涂料一般只对某些海洋生物有抑制作用，而且随着时间延长、设备和涂料的老化，这种防腐效果也随之逐年下降。研究表明，低表面能防污涂料能防止较广范围海洋生物的附着，并且由于这种涂料是基于涂料表面的低表面能物理作用，起到长期防污的作用，不存在传统涂料毒性物质的释放损耗问题，因此被认为是环境友好、安全无毒的理想海洋防污涂料。然而低表面能海洋防污涂料仍然存在一些问题，一是难以获得具有更低表面能的表面材料，使其与水的接触角更大，使海生物更不容易粘附；二是其在海水中易发生重构，使其表面能随时间增大，与水接触角降低，海生物又容易附着。对于远洋运输船舶的水下防污保护，现有的地表面能防污涂料在抗海洋生物附着时间等方面还不能完全满足使用需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种特别适用于远洋运输船舶水下防污保护的低表面能长效防污涂料，抗海生物附着时间长达5~8年或者更久，有效延长了船舶的航行年限。
本发明提供的低表面能长效防污涂料，其原料成分包括有机硅改性环氧树脂、聚硅氧烷树脂、氟碳树脂、硅改性丙烯酸树脂、着色颜料、防污颜料、无机填料、芳香烃类/醇类有机溶剂、硅烷偶联剂、分散剂、增稠剂、消泡剂和流平剂。
优选地，上述的低表面能长效防污涂料中，各原料成分的重量份数为：有机硅改性环氧树脂20~30份、聚硅氧烷树脂10~20份、氟碳树脂5~8份、硅改性丙烯酸树脂5~10份、着色颜料3~5份、防污颜料5~8份、无机填料10~15份、芳香烃类/醇类有机溶剂50~80份、硅烷偶联剂10~20份、分散剂0.5~1.0份、增稠剂0.3~0.7份、消泡剂0.5~1.0份和流平剂0.2~0.5份。
优选地，上述的低表面能长效防污涂料中，所述芳香烃类/醇类有机溶剂为二甲苯、乙醇，或二者任意比例的混合溶液。
优选地，上述的低表面能长效防污涂料中，各原料成分的重量份数为：有机硅改性环氧树脂20份、聚硅氧烷树脂15份、氟碳树脂5份、硅改性丙烯酸树脂10份、着色颜料3份、防污颜料5份、无机填料15份、芳香烃类/醇类有机溶剂70份、硅烷偶联剂20份、分散剂0.5份、增稠剂0.3份、消泡剂1.0份和流平剂0.4份。
本发明还提供了一种以上任一所述的低表面能长效防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将所需量的有机硅改性环氧树脂、聚硅氧烷树脂、氟碳树脂、硅改性丙烯酸树脂、硅烷偶联剂和芳香烃类/醇类有机溶剂加入反应釜中，升温至42~45℃，保温搅拌40~60分钟；
（2）向反应釜中加入着色颜料、防污颜料、无机填料、分散剂、增稠剂、消泡剂和流平剂，以800~1000rpm的转速搅拌30~40分钟；控制反应釜温度缓慢下调至20~25℃，搅拌至少30分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的低表面能长效防污涂料，通过原料的筛选和组合，调制出的涂料具有更低的表面能，利用其低表面能的特性及优选无毒防污颜料，通过在船舶水线下喷涂刷涂或滚涂，其干膜厚度200微米，抗海生物附着时间长达5~8年以上，有效延长了船舶的航行年限。
本发明的涂料制备方法适用于各原料成分的化学性质，分次加入能够保证更好的相容性，工艺流程操作简单方便。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合优选的具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
准确称取有机硅改性环氧树脂20重量份、聚硅氧烷树脂15重量份、氟碳树脂5重量份、硅改性丙烯酸树脂10重量份、着色颜料3重量份、防污颜料5重量份、无机填料15重量份、芳香烃类/醇类有机溶剂70重量份、硅烷偶联剂20重量份、分散剂0.5重量份、增稠剂0.3重量份、消泡剂1.0重量份和流平剂0.4重量份。
将所需量的有机硅改性环氧树脂、聚硅氧烷树脂、氟碳树脂、硅改性丙烯酸树脂、硅烷偶联剂和芳香烃类/醇类有机溶剂加入反应釜中，升温至45℃，保温搅拌50分钟；
向反应釜中加入着色颜料、防污颜料、无机填料、分散剂、增稠剂、消泡剂和流平剂，以800rpm的转速搅拌40分钟；控制反应釜温度缓慢下调至25℃，搅拌30分钟，获得终产品，进行单独包装后进行性能检测。
将所得涂料通过喷涂或者刷涂的方法涂覆于有防腐底漆的低碳钢板上(150×250×1.5mm)，防腐底漆干膜厚度为200μm左右，防污涂层厚度控制在200μm左右。室温充分干燥后，进行浅海挂板实验。同时选择覆于有防腐底漆的低碳钢板作为空白对照，选择市售的常规地表面能防污涂料作为商品对照。检测结果见下表：
表1
污损生物附着面积%（40天） 污损生物附着面积%（100天） 空白对照 21 59 商品对照 2 5 本发明涂料 0 0
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。