本發(fā)明屬于海洋防污涂料技術、水下涂料防護，涉及一種拓撲結構的污損釋放型仿生海洋防污涂料。

背景技術：

1、海洋生物污損是指海洋污損生物對浸沒海水的物體表面非選擇性黏附生長的過程，是目前世界各國發(fā)展海洋及海事工業(yè)面臨的重大難題，而涂刷海洋防污涂料是解決這一問題最便捷、有效的手段。

2、傳統的海洋防污涂料在防治海洋污損黏附的同時，帶來的大量的污染及危害，目前已逐漸被世界各國禁止使用。基于環(huán)境友好要求的新型海洋防污涂料，在防治海洋污損生物的同時，不會對海洋環(huán)境產生威脅，目前成為世界各國發(fā)展的重點。

3、有機硅海洋防污涂料隸屬環(huán)境友好型污損釋放防污涂料領域，基于較低的表面自由能和較低的彈性模量，借助船舶運動與海水間的相對運動，實現污損生物的防治和不牢固黏附污損生物的脫除，具有很大的應用前景。

4、然而，有機硅海洋防污涂料目前存在與基材粘結性差，無法在靜水環(huán)境中有效防污等缺點亟需改善。目前，針對魚類及鯨魚等大型海洋生物的仿生研究表明，大型海洋生物體自內向外持續(xù)分泌粘液潤濕皮膚表面，并借助分泌的粘液實現對黏附污損生物的包裹和脫除。這種基于仿生防污機制而研發(fā)的相關仿生粘液分泌型海洋防污涂料目前已經有了有益的進展。然而這種仿粘液分泌型的海洋防污涂料普遍存在仿生粘液無序遷移釋放，從而導致涂層與基材粘結性能下降等使用問題。目前，相關涂料的推廣和使用受到很大的限制。

技術實現思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供了一種拓撲結構的污損釋放型仿生海洋防污涂料，解決污損釋放型海洋防污涂料與基材粘結力差，容易脫落等缺陷，而仿生粘液的遷移釋放會加速脫落等問題。

2、技術方案：本發(fā)明的一種拓撲結構的污損釋放型仿生海洋防污涂料，以重量份數計，包括：(1)a組分80～100份；(2)b組分20～35份；(3)c組分5～10份；

3、其中，

4、a組分按重量份數計包括：

5、

6、

7、b組分按重量份數計包括：

8、改性固化劑?10～20份

9、溶劑b?20～50份

10、c組分按重量份數計包括：

11、催化劑?5～10份

12、溶劑c?15～25份；

13、其中，所述改性固化劑為陰離子單體、親水酰胺類單體、羧基固化劑和有機溶劑通過原位酯交聯反應合成的改性聚硅氧烷聚合物。

14、進一步地，所述疏水性有機硅樹脂選自室溫條件下黏度2800-10000mpa·s的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷。

15、進一步地，所述非極性仿生粘液選自非反應性的惰性硅油。優(yōu)選的，所述非反應性的惰性硅油選自常溫下運動黏度在10～50cst的甲基硅油、常溫下運動黏度在50～200cst的苯基甲基硅油、常溫下運動黏度在70～100cst的烷基硅油中的一種。

16、進一步地，所述助劑選自潤濕分散劑、消泡劑、流平劑中的至少一種。

17、具體的，所述潤濕分散劑選自畢克公司byk116、byk169、德謙公司901、903中的一種。

18、具體的，所述消泡劑選自畢克公司byk065、byk066n、荷蘭埃夫卡的efka2020中的一種。

19、具體的，所述流平劑選自德國畢克byk308、byk310、byk373中的一種。

20、進一步地，所述顏填料為該領域常見的，無特殊要求。作為優(yōu)選方案，選自但不限于碳酸鈣、三氧化二鐵、二氧化鈦、硫酸鋇、高嶺土、氧化鋅中的一種。

21、進一步地，所述溶劑a選自甲醇、二甲苯、丙酮中的一種；所述溶劑b選自丙酮、丁酮、乙酰丙酮中的一種；所述溶劑c選自乙酰丙酮、環(huán)己酮、甲苯中的一種。

22、進一步地，所述催化劑選自二月硅酸二丁基錫、辛酸亞錫、有機鉍中的一種。

23、進一步地，所述陰離子單體、親水酰胺類單體、羧基固化劑和有機溶劑的重量比為(5～10)：(12～18)：(20～35)：(50～80)。

24、進一步地，所述陰離子單體選自2-羧乙基丙烯酸鈉、丙烯酸鈉、吲哚丙烯酸鈉、海藻酸鈉中的一種。

25、進一步地，所述親水酰胺類單體選自n-(2-羥乙基)丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基丙烯酰胺中的一種。

26、進一步地，所述羧基固化劑選自3-羧基丙基三乙氧基硅烷、2-羧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(三乙氧基硅基)乙酸、3-羧基丙基三甲氧基硅烷中的一種。

27、進一步地，所述有機溶劑選自乙醇、丙酮、甲苯中的一種。

28、進一步地，所述改性固化劑通過如下步驟制備：

29、(1)在氮氣保護并接有攪拌回流裝置的反應設備中，依次加入陰離子單體、親水酰胺類單體、羧基固化劑和有機溶劑，隨后通過氫氧化鈉(1g)/乙醇(10g)混合溶液調節(jié)ph大于10，在40～50℃條件下以20～50rpm攪拌反應12～24h；

30、(2)將反應后的沉淀產物過濾，并使用去離子水清洗至少3次，隨后在真空裝置中干燥24h，即得改性聚硅氧烷聚合物。

31、進一步地，本發(fā)明涂料的制備按照常規(guī)制備方式制備即可，首先分別制備a組分、b組分、c組分并密閉保存，在涂裝時將a、b、c組分通過常規(guī)混合方式混合即刻涂裝。

32、進一步地，本發(fā)明提供一種拓撲結構的污損釋放型仿生海洋防污涂料的制備方法：

33、(1)在分散攪拌設備中依次加入疏水性有機硅樹脂、非極性仿生粘液、助劑，隨后在100rpm下分散20min，之后將顏填料、溶劑a加入到分散攪拌設備中，繼續(xù)在相同轉速下分散20min，即制備a組分，隨后密封保存；

34、(2)使用分散攪拌設備在50rpm下將改性固化劑和溶劑b分散10min，即制備b組分，隨后密封保存；

35、(3)使用分散攪拌設備在50rpm下將催化劑和溶劑3分散10min，即制備c組分，隨后密封保存；

36、本發(fā)明還提供一種功能化改性污損釋放型海洋防污涂層，將a組分、b組分、c組分采用常規(guī)分散工藝及設備混合均勻，采用噴涂、滾涂、刷涂等方式涂裝，經過至少48h固化，制備膜厚在150～250um厚度的涂層。

37、有益效果：與現有技術相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點：(1)通過原位酯交聯反應，將硬段分子鏈段(來自陰離子單體和親水酰胺類單體)引入軟段固化劑分子結構中(來自羧基聚硅氧烷)，這種軟硬段協同可以有效改善合成聚合物的拓撲結構熵，從而實現合成聚合物內聚力和黏附力之間的協調，實現改性聚合物具有優(yōu)異的粘結效果。在最終固化涂層中，該改性固化劑與成膜物樹脂發(fā)生交聯反應形成三維網絡結構，將這種拓撲結構引入到固化涂層中，從而協調固化涂層聚合物的內聚力和黏附力的統一，確保涂層內聚力和黏附力彼此接近，由此實現固化涂層具有接近tan＝1的能量耗散因子，從而確保涂層與基材或中間漆具有良好的粘結效果。

38、(2)極性改性固化劑結構在涂層三維網絡分子結構中起到錨點的作用，從而驅動非極性仿生粘液主動遷移釋放，且改性固化劑錨點產生的封鎖效果，使得涂層內部游離態(tài)的非極性仿生粘液只能自發(fā)向涂層表面遷移，實現粘液的定向釋放，不會因為粘液在涂層—基材界面釋放而導致涂層的剝離脫落。制備的固化涂層表面保持了甲基硅氧烷的低表面能特性，同時仿生粘液的主動釋放為涂層表面構建了光潔環(huán)境，有效抑制污損生物的粘附，從而確保固化涂層牢固粘結的同時保持優(yōu)異的防污效果。