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3.3其它类有机硅防污涂料

随着有机硅化合物种类的逐渐增多,有很多被应用到防污涂料中并取得了成功。Kishihara[34]介绍了含硅氧烷树脂型自抛光防污涂料。KennethR[35]用具有低表面能、不溶于水的分子链段和水溶性分子链段,开发了一种嵌段共聚物,用该嵌段共聚物为成膜物质制得的涂料具有很强的防污性能。王国建等[36]用有机硅丙烯酸酯接枝共聚物(简称硅丙树脂)对聚氨酯进行改性,并采用HDI、TDI预聚物作为交联组分,制得表面硬度高、光泽好、保光性优异、且防污性好的硅丙聚氨酯涂料。
4有机硅低表面能防污涂料研究新动向

4.1新型改性涂料的合成

许多学者运用新的合成方法,在硅氧烷上引入新的活性基团并用来改性其它树脂,从而得到新的涂料树脂。Erika等[37]用环氧树脂为底料、羟基封端的聚二甲基硅氧烷为改性剂、v-氨丙基三乙氧基硅氧烷为交联剂,制得综合性能很好的防污涂料;JyriK[39]采用质子转移聚合的方法,合

成了高度支化的聚硅氧烷并在涂料应用中做了尝试;HellioC[40]等通过对海生物附着的研究,发现海藻附着后可阻止其它生物的进一步附着,进而提出

开发一种以海藻为主要成分、与硅化合物复合使用的新环保型涂料;CazacuM等[41]通过合成遥爪型螯合物的有机硅低聚物,进一步合成新型防污涂料树脂。实际应用中更多的是各种防污体系的配合使用,相应的研究也有待更加深入。

4.2新工艺新技术在有机硅涂料中的应用

早在1972年,Battelle[42]在他的专利中就特别强调了工艺条件对有机硅防污涂料性能的影响。有机硅防污涂料要在实际应用中取得良好的效果,合成和施工过程的工艺技术起着至关重要的作用。近年来,新工艺新技术在这一领域内的研究和应用非常活跃。

多层复合体系的应用因有机硅低表面能涂层与基体之间的附着力一般较差,在保证低表面能防污性能的前提下,从工艺上采用多层复合体系可增强附着力。RobertF等[43]研究了底漆为聚氨酯、聚脲涂层,面漆为低表面能硅类聚合物的双层涂料工艺体系;AtsushiH[44]也研究了双层防污涂料体系,以丙烯酸树脂为主要成分的底漆用紫外光固化,以聚硅氧烷为主要成分的面漆用热固化得到二层涂料体系,综合性能较单层涂料体系有明显提高;Hisaki[45]也采用多层复合体系制得有机硅涂层,利用含双键的聚醚和含硅氢键聚硅氧烷的层间反应,增强有机硅涂层的附着力。

等离子体技术的应用ChristineV[46]将六甲基二硅氧烷和环氧混合后,置于微波反应器内,反应得到等离子体后沉淀涂覆在金属上,得到性能良好的涂层,这方面的研究将有更为广阔的前景。

表面改性技术的应用用表面改性技术可在不明显影响涂层本体性能的前提下,将聚硅氧烷链固定到涂层表面,降低涂层的表面能以提高其防污性能。具体的方法有很多种,如物理吸附法、高能辐射法[47,48],光化学方法[49~51]。

纳米技术的应用在有机硅涂料中,加入纳米级的填料粒子能进一步改善其相容性、增加强度和防污等。如加入纳米二氧化硅可改善有机硅涂料的强度[52],加入适量的聚四氟乙烯可进一步降低涂层的表面能,增强涂层的防污性能[53,54]。另外,环氧硅氧烷与纳米级的聚氨酯交联得到的涂料具备特殊的防污、防水性能[55~58]。

5结语

开发环保型防污涂料是未来海洋涂料发展的主导方向,有机硅低表面能无毒防污涂料由于独特的防污机理,相对较低的价格,较好的施工性能而越来越受到人们的重视,但其防污性能和力学性能都还有待进一步的改进[59~61];同时,这类新型防污涂料的防污性能评价方法和标准也有待进一步科学化。用靠杀死海生物消除涂层上的污损生物这种传统的防污评价方法和标准来衡量低表面能防污涂层的防污效果,很显然会阻碍对其防污机理的研究,延长防污涂层材料的研制时间。从最近的研究来看[62],防污样板的动态模拟试验和涂层在粘液中的阻力研究,更能表征各种附着海生物在材料上附着的牢固程度,可用以评价低表面能防污涂层的防污作用。总之,随着有机硅涂料改性研究的深入和各种配套研究的进行,有机硅低表面能防污涂料的广泛应用将为期不远。