苯基硅油/有机硅复合防污减阻涂层的性能研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xue19830821
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现有船舶有机硅防污涂层的机械性能较差,容易破损。且在静态条件下有机硅涂层的污损脱附能力有限,特别是对于细菌和藻类的附着。为了解决上述问题,本文通过控制苯基硅油、氧化铝等因素制备不同的有机硅涂层。首先,以苯基硅油为变量,制备7种不同的苯基硅油/有机硅涂层。研究涂层的表面性能、力学性能、硅油析出行为、防污性能、层间附着力和减阻性能。结果表明,苯基硅油的加入可以降低涂层的表面能、弹性模量和层间附着力。硅油析出存在门槛值,当苯基硅油与涂料A组分的质量比小于5%时,硅油会溶解在有机硅树脂中。硅油的析出程度与分子量、添加量呈正比。在海水浸泡条件下更有利于硅油析出。苯基硅油析出会增强涂层的防污减阻性能。硅油析出后细菌的最大移除率由55.56%提高至82.36%、底栖硅藻的最大移除率由52.79%提高至60.97%、在1400rpm下,涂层的最大减阻率由12.78%提高至19.78%。苯基硅油析出会提高涂层在海水中的稳定性:以减阻性能而言,随着浸泡时间的增加,涂层的减阻率呈现先减少后增大的趋势。以氧化铝粉体为变量,制备9种不同的氧化铝增强苯基硅油/有机硅涂层。实验结果表明,氧化铝可以显著提高苯基硅油/有机硅涂层的机械性能。氧化铝的加入可以提高涂层的交联密度,完善其交联网状结构,弹性模量从0.71MPa提高至2.45MPa,邵氏硬度从17.1HA提高至22.4HA。氧化铝加入可以抑制硅油析出,其添加量越大,粒径越小,抑制作用越明显。氧化铝的加入会小幅度降低涂层的防污减阻性能,这与力学性能的增强有关。本文的创新成果:(1)使用苯基硅油改善有机硅涂层的防污减阻性能。探究硅油析出前后涂层的防污减阻机理。(2)在保证涂层防污减阻性能的同时,使用硬质氧化铝粉体来增强涂层的机械性能,制备一种兼具防污、减阻和使用性能的有机硅涂料。
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