專利名稱：一種常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水凝膠軟涂層的制備方法，特別涉及一種可常溫固化的防污減阻 水凝膠軟涂層的制備方法。
背景技術(shù)：
艦船、潛艇等水下設(shè)施長期浸沒在海水中，不僅受到海水的腐蝕，船體表面還易附 著貝殼及海藻等海洋生物，遭受海洋附著物的污損。這一方面會增加船體自重和摩擦阻力， 增加燃料消耗；另一方面會加速船體腐蝕，縮短船體的使用壽命。因此，尋找合適的途徑防 止海洋生物對船舶和海洋結(jié)構(gòu)物的污損附著具有非常重要的意義。防污技術(shù)的研究一般從兩個角度出發(fā)，一是海洋生物附著后，抑制其生長進(jìn)而殺 死之，二是使海洋生物難以附著在船體表面。目前，廣泛應(yīng)用的防污涂料多是從前者出發(fā)， 在涂料中加入有毒或刺激性物質(zhì)如有機(jī)錫、氧化亞銅、辣素等。然而一些有毒物質(zhì)(如有 機(jī)錫)在殺死海洋污損生物的同時(shí)，也會對其他魚類、貝類等造成影響，還有可能進(jìn)入食 物鏈，成為影響人類健康和全球生態(tài)的安全隱患。這些有毒物質(zhì)有的已經(jīng)被禁用，有的 艮iMf 被禁用(Claude Alzieu. Impact of tributyltin on marine invertebrates[J]. Ecotoxicology,2000, (9) :71-76 ；王永芳.有機(jī)錫化合物的污染及其毒性[J]，中國食品衛(wèi) 生雜志，2003，15(3) :244-247)。對于從使海洋生物難附著角度開展的防污技術(shù)，包括導(dǎo)電高分子防污涂料、以可 溶性硅酸鹽為防污劑的自拋光防污涂料、低表面能有機(jī)硅(CN1097446A，CN1810903A)、氟碳 涂料等。此外，在底基上依次噴涂環(huán)氧防腐漆、連接漆，最后的面漆為有機(jī)硅樹脂的雙涂層 體系，可大大提高涂層的附著力并在高速行駛的船舶上防污效果突出，但這種有機(jī)硅樹脂 僅限于幾種特殊的用途，無法在大型輪船上應(yīng)用，另外，它依然沒有徹底解決在低速或靜止 海水條件下的生物污損問題。而對于有機(jī)氟樹脂來說，將有機(jī)氟樹脂用于低表面能防污涂 料中，通過改善基料的表面張力可以減少有機(jī)物的附著污損，但其價(jià)格昂貴，固化溫度高， 并且涂層與基體的附著力差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種常溫固化具有防污、減阻雙重作用的水凝膠軟涂層的制備方法。本發(fā)明采用微乳液聚合的方法在水溶性單體聚合過程中引入可固化的功能單體， 通過PH值的調(diào)節(jié)，保護(hù)功能基團(tuán)不參與反應(yīng)。通過該方法，在大分子主鏈上引入疏水微嵌 段，其側(cè)鏈為可固化基團(tuán)。將得到的產(chǎn)物與相應(yīng)的固化劑均勻混合，在常溫下固化成膜，然 后放入水中，直至溶脹平衡，即得表面光滑的防污減阻水凝膠軟涂層?！N常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，包括以下步驟(1)將水溶性單體、引發(fā)劑溶解于水中，調(diào)節(jié)pH值至7左右；將功能單體于水中用 表面活性劑預(yù)乳化；所述的水溶性單體用量與水總用量的比例為2 25g/100ml水，功能單體用量與水總用量的比例為0. 2 8g/100ml水，表面活性劑用量與水總用量的比例為 0. 1 8g/100ml水；水總用量為水溶性單體水溶液與功能單體乳化液水用量的總和；所述 的引發(fā)劑用量與水溶性單體和功能單體總用量的質(zhì)量比為0. 001 0. 05 1 ；(2)將步驟(1)獲得的溶液混合后在30 50°C下聚合，得到粗產(chǎn)物溶液；(3)將步驟⑵得到的粗產(chǎn)物溶液與固化劑混合后涂膜，常溫固化得到軟涂層膜， 固化劑與功能單體用量的質(zhì)量比為0.05 0.50 1 ；(4)將步驟C3)得到的軟涂層膜放入水中，直至溶脹平衡，得到表面光滑的防污減 阻水凝膠軟涂層。所述水溶性單體為結(jié)構(gòu)式I、II、III、IV所示的化合物中的至少一種
權(quán)利要求
1.一種常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，包括以下步驟(1)將水溶性單體、引發(fā)劑溶解于水中，調(diào)節(jié)PH值至7左右；將功能單體于水中用表面 活性劑預(yù)乳化；(2)將步驟(1)獲得的溶液混合后在30 50°C下聚合，得到粗產(chǎn)物溶液；(3)將步驟( 得到的粗產(chǎn)物溶液與固化劑混合后涂膜，常溫固化得到軟涂層膜；(4)將步驟C3)得到的軟涂層膜放入水中，直至溶脹平衡，得到表面光滑的防污減阻水 凝膠軟涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，其特征在于， 所述的水溶性單體用量與水總用量的比例為2 25g/100ml水，功能單體用量與水總用量 的比例為0. 2 8g/100ml水，表面活性劑用量與水總用量的比例為0. 1 8g/100ml水；所 述的水總用量為水溶性單體水溶液與功能單體乳化液水用量的總和；所述的引發(fā)劑用量與 水溶性單體和功能單體總用量的質(zhì)量比為0. 001 0. 05 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，其特征在于， 所述的固化劑與功能單體用量的質(zhì)量比為0.05 0.50 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，其特征在于， 所述的水溶性單體為結(jié)構(gòu)式I、II、III、IV所示的化合物中的至少一種
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，其特征在于，所述的功能單體為結(jié)構(gòu)式V、VI中的至少一種
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，其特征在于， 所述的表面活性劑為非離子型表面活性劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，其特征在于， 所述的非離子型表面活性劑為聚山梨醇酯類或聚氧乙烯類。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，其特征在于， 所述的引發(fā)劑為水溶性過硫酸鹽、水溶性偶氮引發(fā)劑或水溶性氧化還原引發(fā)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，其特征在于， 所述的軟涂層固化劑為脂肪胺及其衍生物、芳香族胺及其衍生物、咪唑類中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，包括以下步驟(1)將水溶性單體、引發(fā)劑溶解于水中，調(diào)節(jié)pH值至7左右；將功能單體于水中用表面活性劑預(yù)乳化；(2)將獲得的溶液混合后在30～50℃下聚合，得到粗產(chǎn)物溶液；(3)將得到的粗產(chǎn)物溶液與固化劑混合后涂膜，常溫固化得到軟涂層膜；(4)將得到的軟涂層膜放入水中，直至溶脹平衡，得到表面光滑的防污減阻水凝膠軟涂層。本發(fā)明常溫固化防污減阻水凝膠軟涂層的制備方法，可室溫操作，工藝簡單易行，原料易得且成本較低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，該涂層在制備船舶防污減阻材料及生物醫(yī)用涂層材料領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號C09D133/26GK102051101SQ20101054967
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者杜淼, 王平, 鄭強(qiáng) 申請人:浙江大學(xué)