季铵盐海洋防污涂层研究

摘要

现阶段重要的防污剂氧化亚铜仍向海水中释放有毒物质,不可避免的污染海洋生态环境,也终会在不远的将来被禁用。从目前国内外防污技术发展的现状及最新进展发现,单一功能的防污涂料并不能很好的满足我们的需要,例如低表面能防污涂料多应用于高速船,而对难以定期上坞清理的大型船无法应用。因此,必须将低表面能等多种有效防污技术协同作用,方能更好地实现高效、无毒、节能的防污目标。
　　 研发新型环保海洋防污涂料具有重要意义,主要有以下两种途径:一是研发防污高分子材料,改变涂料中的树脂性质如降低涂料表面的自由能等,使海洋污损生物附着不牢;二是研发环保、无毒、高效的防污剂如抗菌剂等添加到涂料中以防止生物附着。季铵盐类化合物绿色环保、杀菌灭藻速度快、且价格低廉,已被广泛研究与应用。目前已成功应用到各种硅酸盐表面涂料中,有效增强了抗菌防霉效果。
　　 本文针对海洋污损生物的附着机制、季铵盐抗菌机理等,将季铵盐与有机硅涂层和丙烯酸涂层有机结合,研究季铵盐对涂层性能的影响。实验选取了有机硅季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵和十八烷基三甲基氯化铵3种不同季铵盐,通过两种不同的方式即季铵盐直接加入和有机硅季铵盐改性纳米粉体后再加入添加到涂层中,并考察涂层力学性能、表面形貌、粗糙度、水接触角、耐水性以及海洋生物附着等的变化情况。研究结果表明,添加1%有机硅季铵盐的涂层就能有效的抑制海洋细菌及底栖硅藻的附着;含有机硅季铵盐接枝改性后纳米粉体的涂层抑菌效果比直接添加季铵盐的涂层的抑菌效果更好。