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呋喃改性硅丙树脂/纳米TiO_2低表面能船舶防污涂料

李善文  
【摘要】: 鉴于世界各国对海洋环境保护的重视以及2008年有机锡自抛光涂料使用禁令的实施,世界各大涂料生产商已经停产了所有的有机锡相关产品,并纷纷研发新型高效无毒或低毒环保型防污涂料,低表面能防污涂料就是其中之一。 为拓展低表面能防污涂料的防污广谱性,本研究以性能优良的硅丙树脂为基体,将具有天然防污活性的呋喃结构接到硅丙树脂链上,合成了新型防污高分子呋喃改性硅丙树脂,红外光谱IR、凝胶渗透色谱GPC和扫描电镜SEM形貌观察表明:自由基溶液共聚法可以将呋喃环结构引入到硅丙树脂链上;合成树脂的分子量为91703,分布指数为2.5685;清漆涂膜均匀和平滑,符合热塑型涂料成膜物的要求。 采用大肠杆菌和枯草牙苞杆菌分别进行了抑菌环实验,结果表明:呋喃改性硅丙树脂、纳米TiO_2和合成的溴代呋喃均具有明显的抑菌效果。 以呋喃改性硅丙树脂为成膜物,添加纳米TiO_2和溴代呋喃等防污剂,以及溶剂、助剂和其它颜填料制备了呋喃改性硅丙树脂/纳米TiO_2低表面能船舶防污涂料,通过正交实验法和优选法综合运用,以及接触角CA测量、SEM形貌观察以及机械性能等系列检测表明:随着呋喃改性硅丙树脂含量的增加漆膜接触角不断变小;纳米TiO_2的引入对接触角影响不是很大,保证了低表面能的要求;正交优化结果表明,当涂料中的呋喃改性硅丙树脂49 wt.%,nano-TiO_2 11 wt.%和硅油6 wt.%时,涂膜与水的接触角99.45°满足低表面能防污涂料的要求。实海挂板实验表明,纳米TiO_2和溴代呋喃等防污剂的加入,使低表面能防污涂料的实海防污性能得到了明显提高。由SEM形貌分析和光学显微镜观察可知:微粗糙的疏水漆膜表面含有大量的表面乳突和凹槽等一系列微纳米级的介观结构,这种微纳米级粗糙疏水结构是降低表面能的主要影响因素。


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