有机硅弹性涂层双向连接控制技术研究.docVIP

PAGE  PAGE 6 有机硅弹性涂层双向连接控制技术研究 　　摘 要：本文介绍了连接漆以及连接漆在船舶涂料中的应用概况，综述了提高防锈底漆与防污漆之间附着力的方法，并对近年来国内外关于连接漆的研究进展进行了系统阐述。 　　关键词：连接漆；船舶涂料；附着力 　　中图分类号： V229 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）36-168-2 　　0 引言 　　传统的防护措施是在船舶底部先涂一层防腐涂层，然后再在防腐涂层上涂一层防污涂层以达到防腐和防污的目的。由于防腐涂层与防污涂层中的成膜树脂其分子组成和结构相差较大，两者的极性和相容性较差，界面之间的附着力较差，容易造成防锈漆与防污漆之间的分层和防污漆的大面积脱落，导致防污漆的失效，从而造成海洋生物的大量附着。同时海生物的附着也会加速防锈漆破坏，最终导致船体基材腐蚀，给船体带来巨大的安全隐患。 　　1 船舶涂料概述 　　船舶涂料是用来防护船体免受海水的腐蚀及海生物的污损，主要包括防腐涂料，防污涂料及连接底漆与防污漆的中间连接涂料。 　　1.1 防腐涂料 　　防腐涂料的种类繁多，主要包括环氧类、乙烯类、有机硅类、丙烯酸类、聚氨酯类和富锌类等防腐涂料。其中，环氧类涂料具有良好的耐水性、耐化学药品性、低收缩率及优异的附着性和防腐蚀性等特性，在防腐涂料中具有非常广泛的应用。环氧树脂是指分子结构上含有两个或两个以上环氧基的热固性树脂，主要是由双酚A和环氧氯丙烷合成，其分子结构中含有羟基和环氧基，能与胺类树脂、酚醛树脂、酸酐、多异氰酸酯等发生反应而获得结构不同、性能各异的环氧树脂，并可通过有机硅改性、无机填料改性、橡胶弹性体改性和酚醛胺改性等改性方法制成防腐涂料。由于环氧树脂分子结构中含有强极性基团醚键和羟基，使得环氧树脂与金属基材表面间能够产生很强的黏结力，从而大大提高了涂层与基材之间的附着力。此外，环氧树脂还具有耐磨性好、力学性能高、易加工成型、固化性能优异等优点，成为船舶防腐涂料中应用最广泛的品种之一。 　　1.2 低表面能防污涂料 　　低表面能防污涂料的表面能很低，涂膜表面十分光滑，海洋污损生物很难附着，即使附着也不会牢固，在海水的冲刷下或其他外力的作用下很容易脱落，从而起到防污的效果。低表面能防污涂料是利用物理作用达到防污目的，不含有毒防污剂，具有环保无毒的特点，因此成为防污涂料的研究热点。按树脂的不同，其大致可分为有机硅树脂、氟碳树脂以及氟硅树脂三大类。 　　1.2.1 有机硅树脂 　　有机硅树脂主要是指聚硅氧烷，其表面张力低、憎水性强、结构极其稳定，可在海水中长期浸泡而不发生结构变化。有机硅低表面能防污涂料与普通防污涂料相比，表面能更低、涂膜表面更光滑、污损生物更难附着、防污效果更好。由于聚硅氧烷中含有键能高、键角大的Si―O键和Si―O―Si键，使得有机硅树脂具有较低的表面能和玻璃化转变温度，从而赋予有机硅树脂优异的防污性能。 　　1.2.2 氟碳树脂 　　氟碳树脂是指在分子主链段或者侧链段的碳原子上含有氟原子的高分子聚合物，其含氟基团一般是―CF2和―CF3。由于氟原子的半径小、电负性高，导致C―F共价键的键短、键能高，从而使得只含氟和碳的全氟聚合物具有很低的表面能，其表面能一般随着氟含量的增加而降低。聚四氟乙烯的表面能非常低，理论上应该具有很好的防污性，但实际上其防污效果并不理想，需要对其进行改性以达到防污目的。 　　1.2.3 氟硅树脂 　　氟碳树脂的表面张力小、表面能低、性能优异，但研制难度大、价格高昂。有机硅树脂表面能低、憎水性强、结构稳定，但力学性能差、附着力不足。为此，将有机硅和有机氟配用可获得性能更加优异的氟硅树脂。其利用的原理是以硅氧链为主链引入一定量的CF3到侧链上，该基团由于具有极大的表面活性将严格趋向于表面，整个分子链既保持了聚硅氧烷的高弹性和高流动性，又具有CF3基团的低表面能特性，因此兼有有机硅和有机氟低表面能防污涂料的双重优点，具有优异的防污性能。 　　1.3 连接涂料 　　由于防腐底漆与防污面漆树脂的成分和结构相差很大，极性和相容性较差，需要在底漆与面漆之间涂覆一层过渡连接漆，以提高界面间的附着力，延长防腐防污涂层体系的使用寿命。因此，连接漆的好坏对整个涂层体系起到至关重要的作用。目前，国内外应用较多的连接漆主要有三类：环氧连接漆、乙烯连接漆和氯化橡胶连接漆。 　　2 国内外研究现状 　　防锈底漆与防污漆之间附着力差，容易导致涂层脱落，造成船体腐蚀与污损，为了解决底漆与防污漆之间附着的问题，近年来国内外学者进行了一系列的探索性研究。 　　2.1 采用连接漆连接 　　王胜龙，汤黎容等人研究出了一种适用于污损释放型防污漆用的有机硅环氧连接漆。该连接漆是采用有机硅环