阅读说明：本技术 一种防海洋生物寄生海工装备的喷涂材料 (Spraying material for marine engineering for preventing marine organisms from being parasitic ) 是由 张永志 于 2021-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种防海洋生物寄生海工装备的喷涂材料,包括防止污损生物渗透的防渗透层以及保护层；防渗透层以及保护层先后喷涂在海工装备表面；防渗透层包括等离子喷涂碳化硅形成的基层以及覆盖在碳化硅表面的致密碳层,致密碳层通过在添加有氢的惰性气体环境中产生的等离子体焰中导入碳棒,碳蒸发形成致密碳层。本发明研发一种防治藤壶等海洋污损生物渗透寄生的喷涂材料,一次喷涂可永久防止藤壶的渗透寄生,不需要一段时间后补涂,保护海工装备的正常使用,减少维护成本。并且本发明组成中包含海洋生物胶、植物油等天然成分不会对海洋环境造成污染,且海洋生物胶相比陆地化学胶在水下可以保持优异的粘性,适合长时间水下作业。(The invention discloses a spraying material for preventing marine organism parasitizing marine engineering equipment, which comprises an anti-permeation layer and a protective layer, wherein the anti-permeation layer is used for preventing fouling organism from permeating; the anti-seepage layer and the protective layer are sequentially sprayed on the surface of the maritime work equipment; the anti-penetration layer comprises a base layer formed by plasma spraying of silicon carbide and a dense carbon layer covering the surface of the silicon carbide, wherein the dense carbon layer is formed by introducing a carbon rod into plasma flame generated in an inert gas environment added with hydrogen and evaporating the carbon. The invention develops a spraying material for preventing and controlling the infiltration and parasitism of barnacles and other marine fouling organisms, can permanently prevent the infiltration and parasitism of the barnacles by one-time spraying, does not need to be coated after a period of time, protects the normal use of marine engineering equipment, and reduces the maintenance cost. The marine biogel contains natural components such as marine biogel and vegetable oil, does not pollute the marine environment, can keep excellent viscosity in water compared with land chemical glue, and is suitable for long-time underwater operation.)

一种防海洋生物寄生海工装备的喷涂材料

技术领域

本发明涉及生物污损防治领域，尤其涉及一种防海洋生物寄生海工装备的喷涂材料。

背景技术

海工装备进行水下作业时，因长时间在海水中浸泡，十分容易被藤壶等海洋污损生物寄生，藤壶寄生后的海工装备性能下降，损耗增加，并且藤壶难以去除，去除成本大，因此需要对海工装备进行防寄生手段，其中包括在海工装备的表面喷涂防寄生材料。

现有的防寄生材料主要以以下几个方面进行防治：1、喷涂可导电材料，通过电击清除海洋污损生物，该方法可有效清除海洋污损生物，但耗电量大，导致防治成本增加；2、喷涂包含有蛋白质酶或多糖水解酶的材料，使海洋污损生物在寄生初期分泌的胶粘剂就被分解，从而避免被寄生，但该种方法一段时间后就需要补涂酶剂材料，增加了购买酶剂的金钱成本以及补涂的时间成本；3、喷涂可产生次氯酸的材料，次氯酸是杀灭藤壶防止寄生的有效成分，但次氯酸不能永久生成，一段时间后还需要补涂，成本较高，与第2点缺陷相同；4、喷涂含有氧化锌等杀虫剂的材料，该方法因其对海洋污染危害较大已经被限制使用。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种防海洋生物寄生海工装备的喷涂材料。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种防海洋生物寄生海工装备的喷涂材料，包括防止污损生物渗透的防渗透层以及防渗透层的保护层；防渗透层以及保护层先后喷涂在海工装备表面；

其中防渗透层包括等离子喷涂碳化硅形成的基层以及覆盖在碳化硅表面的致密碳层，致密碳层通过在添加有氢的惰性气体环境中产生的等离子体焰中导入碳棒，使碳蒸发在碳化硅表面堆积形成致密碳层，蒸发碳将碳化硅原子间空隙填充使原子间距离小于污损生物分泌的附着胶中蛋白质分子直径，起到防止附着胶渗透从而防止污损生物附着的作用；

保护层中成分包括：环氧树脂、聚氨酯、海洋生物胶以及包埋缓释的油相隔离剂；将环氧树脂、聚氨酯、海洋生物胶以及包埋缓释的油相隔离剂混合后喷涂在防渗透层的表面；

环氧树脂与聚氨酯中的官能团反应形成网状结构，向环氧树脂与聚氨酯中添加海洋生物胶增加保护层在防渗透层上的黏附性，通过包埋技术使油相隔离剂缓释到海工装备表面不断形成油膜，长效避免海水在海工装备表面形成有机质层。

进一步地，保护层中环氧树脂为10-20份；聚氨酯为5-10份；海洋生物胶为0.5-1份；油相隔离剂为2-5份。

进一步地，包埋缓释技术中用到的包埋剂为环糊精或微囊。

进一步地，环糊精包埋的方法为：称取适量β-环糊精配置环糊精溶液，按β-环糊精：水＝1:25的比例溶于水中，在40℃下水浴加热，磁力搅拌一段时间，直至完全溶解成无色透明溶液；称取2-5份油剂加入环糊精溶液，超声混合；减压抽滤并洗涤滤层，先后用乙醇及少量的蒸馏水洗涤，直至肉眼观察不到油剂颜色为止，抽滤后得到白色粉末，连同滤纸一同置于40℃下真空干燥24h，直至恒重后，将滤层连同滤纸一同取出，研磨粉碎即得包合物。

进一步地，海洋生物胶为贻贝黏蛋白、帽贝足腺分泌粘液、海葵足盘分泌粘液中的一种或多种结合。

进一步地，贻贝黏蛋白通过贻贝足丝粉碎、提取、色谱纯化以及浓缩的方法制备得到。

进一步地，保护层中还包含有消泡剂和增塑剂。

进一步地，消泡剂为0.05-0.1份；增塑剂为0.05-0.1份。

进一步地，油相隔离剂为天然植物中榨取的植物油。

本发明根据藤壶的寄生原理研发一种防治藤壶等海洋污损生物渗透寄生的喷涂材料，一次喷涂可永久防止藤壶的渗透寄生，不需要一段时间后补涂，保护海工装备的正常使用，减少维护成本。并且本发明组成中包含海洋生物胶、植物油等天然成分不会对海洋环境造成污染，且海洋生物胶相比陆地化学胶在水下可以保持优异的粘性，适合长时间水下作业。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种防海洋生物寄生海工装备的喷涂材料，包括防止污损生物渗透的防渗透层以及防渗透层的保护层；防渗透层以及保护层先后喷涂在海工装备表面。

根据污损生物的附着原理，以藤壶为例，藤壶寄生时分泌的胶粘剂成分中主要成分为蛋白质，蛋白质含量超过70％，还包含有少量的碳水化合物。而藤壶就是依靠将这种胶粘剂渗透到基体表面毛孔级缝隙中实现寄生，因此本发明防治藤壶寄生的方式为填充基体表面裂缝到达小于蛋白质分子大小的0.1纳米级。

具体的，防渗透层包括等离子喷涂碳化硅形成的基层以及覆盖在碳化硅表面的致密碳层。首先在海工装备的表面上喷涂一层碳化硅基层，初步填充海工装备表面细小裂缝，达到表面初步光滑水平。

然后在碳化硅基层的基础上进一步覆盖致密碳层，致密碳层通过在添加有氢的惰性气体环境中产生的等离子体焰中导入碳棒，使碳蒸发在碳化硅表面堆积形成致密碳层。蒸发碳形成的致密碳层可达到0.4nm水平，将碳化硅原子间空隙填充使原子间距离小于污损生物分泌的附着胶中蛋白质分子直径，起到防止附着胶渗透从而防止污损生物附着的作用。

保护层中成分包括：环氧树脂、聚氨酯、海洋生物胶以及包埋缓释的油相隔离剂；将环氧树脂、聚氨酯、海洋生物胶以及包埋缓释的油相隔离剂混合后喷涂在防渗透层的表面。油相隔离剂为天然植物中榨取的植物油。

环氧树脂与聚氨酯中的官能团反应形成网状结构，向环氧树脂与聚氨酯中添加海洋生物胶增加保护层在防渗透层上的黏附性，通过包埋技术使油相隔离剂缓释到海工装备表面不断形成油膜，使有机质层不易附着，并且附着后容易被水冲走，可长效避免海水在海工装备表面形成有机质层。

有机质层是海工装备长时间在海水中浸泡时，由海水中生物代谢的蛋白质、多糖、微生物等附着在装备表面形成黏腻的有机质层，有机质层的存在促进了海洋污损生物的寄生，因此消除有机质层也是防止海洋污损生物寄生的关键之一。

具体的，保护层中环氧树脂为10-20份；聚氨酯为5-10份；海洋生物胶为0.5-1份；油相隔离剂为2-5份。还可包括0.05-0.1份的消泡剂以及0.05-0.1份的增塑剂。

其中海洋生物胶为贻贝黏蛋白、帽贝足腺分泌粘液、海葵足盘分泌粘液中的一种或多种结合。海洋生物胶来源天然无污染，且在水下具有良好的粘性，比陆地上使用的化学胶水性能更优异。

贻贝黏蛋白通过贻贝足丝粉碎、提取、色谱纯化以及浓缩的方法制备得到。帽贝足腺分泌粘液以及海葵足盘分泌粘液也可以通过上述方式获得。

包埋缓释技术中用到的包埋剂为环糊精或微囊。环糊精包埋的方法为：称取适量β-环糊精配置环糊精溶液，按β-环糊精：水＝1:25的比例溶于水中，在40℃下水浴加热，磁力搅拌一段时间，直至完全溶解成无色透明溶液；称取2-5份油剂加入环糊精溶液，超声混合；减压抽滤并洗涤滤层，先后用乙醇及少量的蒸馏水洗涤，直至肉眼观察不到油剂颜色为止，抽滤后得到白色粉末，连同滤纸一同置于40℃下真空干燥24h，直至恒重后，将滤层连同滤纸一同取出，研磨粉碎即得包合物。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。