环氧改性有机硅树脂低表面能涂料的研制(2)
低表面能防污涂料是利用涂料表面具有低表面能的物理性能，使海洋生物难以附着或者附着不牢，在船舶航行时利用水的剪切力作用或专门的清理设备很容易清除附着生物的一种防污涂料，主要是指基于氟碳树脂及有机硅树脂的无毒污损物易脱落型防污涂料（non-toxic fouling release coating）。这类涂料完全不含毒剂,符合环保要求。从保护环境的角度出发，这类防污涂料无疑是非常有发展前景的。
1.2 低表面能涂料的性能
低表面能防污涂料又称污损物脱落型防污涂料,其防污原理是依靠涂料具有的低表面能特性,使海生物难以在上面附着,即使附着也不牢固,附着界面非常弱,在水流或其他外力作用下很容易脱落或去除。传统的毒性防污涂料一般只对某些海生物有抑制作用,而且随着毒性物质的不断释放,其防污效果也逐步下降。低表面能防污涂料则能防止各种海生物的附着,更为重要的是,低表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用,不存在毒性物质的释放损耗问题,只要表面长期保持低表面能状态,就能起到长期防污的作用。由于其环境友好、安全无毒,被公认是一种最理想的海洋防污涂料。
低表面能防污涂料自身性质对防污效果影响很大。研究表明，要达到良好地防污效果，最好能满足一下条件：
⑴低表面能，可以防止海洋生物的最初附着；
⑵低弹性模量，可以使污损物倾向于以剥离方式脱落，需要的外力较小；
⑶适宜的厚度，以及控制界面的断裂；
⑷光滑的表面；
⑸较差的分子流动性，足够多的侧链表面活性集团。
根据Dupre推导的公式可知，固体表面自由能越低，附着力越小，固体表面与液体的接触角也就越大。一般认为，涂料的表面能只有在低于2.5×10N/m时（即接触角大于98°）才具有防污效果。这些具有低表面能的聚合物材料因其独特的性能，如高双疏性（疏水–疏油），不粘性和耐候性等，在航天航空、印刷、化妆品、服装、建材、生命科学、传感器以及防污防腐蚀等方面得到了广泛的应用。此外，由于低表面能材料具有较低的摩擦系数，可以用作自润滑材料和一些特殊工作条件下的润滑剂等。
1.3 低表面能涂料的用途
低表面能涂料，也称为不粘涂料。美国从1972年开始研究。美海军从8 O年代开始每年投入400万美元的经费用于防污课题研究，主要研究氟化氨基甲酸乙醣和硅酮弹性涂料。目前这种涂料已克服了涂料脆性和附着力等同题，应用于潜艇的声纳罩，消声瓦，航母，美国海岸警备艇，靶船，运输船壳体以及电广海水冷却管线，防污有效期可3—5年。据分析这类涂料不但对环境无污染，而且经济效益好。此外低表面能涂层在飞机蒙皮和防除冰领域也有一定的研究与进展，并且在客运客车的保洁问题上也有了一定的应用。
低表面能聚合物具有独特的性能。引发了人们的研究热潮，在许多领域都有着重要的应用。氟碳树脂性能优异，其表面能是所有聚合物中最低的，但其价格昂贵，大大限制了其使用范围。有机硅树脂力学性能较好，耐有机溶剂性能较差，如何利用两者的优点，互相弥补各自的不足，开发出性价比优异的低表面能材料是研究的一个重要方向。
1.4 低表面能涂料技术发展现状
低表面能涂料也称不粘涂料，低表面能涂层是近年来快速发展的一类表面工程涂层体系，通常由氟碳树脂、有机硅树脂、聚四氟乙烯粉末、特种改性材料等构成，与底材具有良好的结合力。与纯水的接触角大于120°。随着使用方便、抗大气老化等综合性能优异的常温固化氟碳树脂涂料的技术逐渐成熟，低表面能涂层新的应用对象不断扩展，在海洋工程、国防军工、减摩及抗空气玷污、冰雪运动等等方面发挥着重要的作用。
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