海洋生物对海上作业及船舶运输产生的生物污损大致分为４个阶段：（１）蛋白质、多糖等可溶性有机碳在材料表面吸附形成条件膜；（２）细菌等原核微生物的附着和生物膜的形成；（３）真菌、藻类等生物的附着；（４）大型污损生物藤壶、牡蛎、贻贝等的附着。诸多研究结果表明，生物污损发展的前一阶段对后续阶段生物的附着有重要影响，因此对材料表面初期污损的防控至关重要。

随着附着污损日益引起人们的高度关注，以及传统有机锡防污涂料在２００８年被完全禁用，环保无毒低表面能海洋防污涂料的研究与开发迫在眉睫。其中，氟树脂以其致密的分子结构、具有表面磨擦系数低、表面能低、使灰尘、水分很难附着在涂膜表面成为研究热点。目前，以Ａｋｚｏ　Ｎｏｂｅｌ公司为代表的全球各大涂料生产企业已经开始了以氟树脂为基料的无毒低表面能防污涂料的研究。本方法在前期研究工作的基础上，用氟树脂对性能优良、价格低廉的苯丙树脂进行了改性合成，并讨论了软硬单体比和氟含量对改性苯丙树脂的常规性能的影响进行研究，同时进行实海挂板试验。
 

１　实验部分

１．１　主要原材料

苯乙烯、丙烯酸丁酯：分析纯，天津市博迪化工有限公司；甲基丙烯酸十二氟庚酯：工业级，哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司；环氧树脂：工业级，沈阳昊天树脂材料有限公司；混合溶剂：自配；消泡剂、分散剂、流平剂：海鸣斯德谦（上海）化学有限公司；纳米ＳｉＯ２：工业级，浙江宇达化工有限公司；各种微米级颜填料：工业级。

１．２　氟改性苯丙树脂的合成

将一定配比的软硬单体、部分氟单体和引发剂溶于一定量的混合溶液中。在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、恒压滴液漏斗的四口瓶中，加热搅拌，在氮气保护下升温至反应温度，保温；同时滴加剩余的反应单体和引发剂，保温；后加入一定量的环氧溶液，保温一段时间后，降温出料。

１．３　树脂性能表征

用Ａｖａｔａｒ　３６０智能型红外光谱仪对合成树脂进行红外检测；根据公式（１）计算合成树脂的玻璃化温度Ｔｇ：

ｍ树脂＝ｍ１－ｍ２ （１）

　　其中：Ｔｇ—共聚物的玻璃化转变温度（Ｋ）；Ｔｇｉ—单体ｉ的均聚物的玻璃化转变温度（Ｋ）；Ｗｉ—单体ｉ的重量百分比。

将少量树脂放入表面皿中，１５０℃下烘干，利用（２）式进行转化率的计算。

ｍ＃ ＝ｍ２－Ｍ２ （２）

１．４　防污涂料的制备

将纳米ＳｉＯ２溶于混合溶剂中，经超声处理后加入颜填料和适量的润湿分散剂，在ＳＤＦ４００分散砂磨机中高速分散，再加氟改性苯丙树脂、适量的流平剂，经低速分散，滴加适量消泡剂置于ＱＺＭ 锥形磨研磨，制得防污涂料。

１．５　涂膜性能检测

用ＪＣ２０００Ｃ１型接触角测量仪测定树脂和涂料的涂膜表面与水的接触角；在漆膜附着力试验仪ＱＦＺ上，按照国家标准ＧＢ１７２０－７９对树脂和涂料的涂膜进行附着力测量；按照国家标准ＧＢ１７３２－７９漆膜耐冲击强度测定法测定防污涂料的抗冲击性能。
 

２　结果与讨论

２．１　氟改性苯丙树脂的ＦＴ－ＩＲ分析

图１为氟改性苯丙树脂红外谱图。由图可知，在１６８０～１６２０ｃｍ－１处无Ｃ＝Ｃ吸收峰，３０４０～３０１０ｃｍ－１处无烯键上的Ｃ－Ｈ吸收峰，说明原来单体中的不饱和碳碳双键已经打开参与反应。并且，在１７３０ｃｍ－１处有Ｃ＝Ｏ 吸收峰，在２９００ｃｍ－１处有Ｃ－Ｈ 吸收峰，在２９６０ｃｍ－１处有－ＣＨ３伸缩振动吸收峰，２８７５ｃｍ－１处有－ＣＨ２伸缩振动吸收峰，１４５０ｃｍ－１、１３８５ｃｍ－１处有－ＣＨ３和－ＣＨ２变形振动峰，说明丙烯酸酯参加了共聚反应；在３４５７～３５６０ｃｍ－１ 之间有－ＯＨ 振动吸收峰，在１３００～１４５０ｃｍ－１之间有－ＯＨ的变形振动吸收峰，是因为溶剂中正丁醇的醇羟基的存在；在１３４７～１２８８ｃｍ－１ 处有－ＣＦ３吸收峰，１２４０～１０４０ｃｍ－１处有－ＣＦ１

吸收峰，说明甲基丙烯酸十二氟庚酯参加了反应。上述结果表明，丙烯酸酯类单体、芳香烃类单体和氟单体按照设计要求进行了自由基聚合反应，形成了氟改性苯丙树脂。

２．２　氟改性苯丙树脂

２．２．１　软硬单体比例对树脂性能的影响

软硬单体比例对树脂的附着力、玻璃化温度及以及涂膜室温实干时间的影响见表１。