新型水基溶解释放型海洋防污涂料的制备工艺研究文献综述
2020-04-15 21:28:28
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研究背景、目的及意义:
在人类开发利用海洋资源的历史进程中,一直面临着海洋污损生物附着的问题,导致船舰航行阻力增加、燃料用量增加,海上作业平台及设备折损,因此,需要在船体及设备表面涂覆一层防污涂料。传统的有机锡自抛光防污涂料释放出的有机锡毒料会严重污染海洋环境,影响海洋生物生长,已于2008年1月1日被禁止使用。溶剂型无锡自抛光防污涂料在杀死海洋污损生物的同时,也会对涂装操作人员的身体健康产生影响。随着人们环保意识的增强,水性防污涂料逐渐取代溶剂型防污涂料,新型无毒杀作用的防污涂料必然取代毒杀型防污涂料。
目前人们最为认可的有效防污涂料,其作用机理是依靠防污剂不断从漆膜中渗出,在船舰或海洋设施外壳的漆膜表面上形成毒层,从而有效抑制或杀死附着在漆膜上的海洋污损生物,常用的防污剂为CuO2、代森锌、吡啶硫铜锌等,相对于传统有机锡类防污剂而言,这些防污剂虽然在很大程度上减少了毒性污染,但仍然存在一定危害,因此,新型无毒海洋防污涂料成为了研究热门。
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国内外研究现状:
于雪艳等合成了具有自抛光性能的丙烯酸锌树脂,实验结果表明,丙烯酸锌30%(wt,质量分数,下同)、甲基丙烯酸甲酯35%、丙烯酸乙酯20%、丙烯酸丁酯15%、引发剂偶氮二异丁腈5%、反应温度110℃时,合成的树脂分子量10000,玻璃化转变温度20℃,树脂的水解性能满足要求。
日本油脂公司发明了一种有机硅聚合物水解型防污涂料。其成膜物为侧链上含有水解性甲硅烷酯的疏水性聚合物,在海水中可逐渐水解释放无毒的硅类化合物。
Todd等首次从大叶藻中分离到P-肉桂酸硫酸酯,能有效地抑制海洋细菌和纹壶藤附着,且完全无毒,用作防污剂研制防污涂料。
Bressy报道了系列由甲基丙烯酸甲酯和正丁基二甲基硅烷甲基丙烯酸酯合成的疏水可水解共聚物,由此制备的涂层在地中海18个月表现出良好的防污性能。
陈美玲、冯树涛等采用接枝共聚的方法,即环氧和丙烯酸反应,环氧开环的同时生成带有羟基的丙烯酸单体,加入引发剂结合另外2种丙烯酸单体,在催化剂的作用下接入有机硅,制得有机硅环氧丙烯酸树脂。讨论了环氧树脂的用量对涂膜性能的影响、涂料的水解特性,并进行了实海挂板实验。结果表明,当环氧的用量为 10% 时,制备的防污涂料与水的接触角达到 133°,附着力 1 级; 有机硅/环氧改性丙烯酸树脂制得的防污涂料在海水中能够稳定地水解,兼具低表面能和自抛光的特性。
于良民采用两种技术路线合成丙烯酸锌树脂,一种以氢氧化锌、有机酸(如硅烷酸、苯甲酸等)和丙烯酸预聚物(的羧基)发生等摩尔反应合成丙烯酸锌树脂;另一种以碱式苯甲酸锌和丙烯酸预聚物发生等摩尔反应合成丙烯酸树脂,该方法具有反应过程容易控制、原材料易得、成本低、时间短的优点。
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