CN107400438B - 一种减阻防污涂层组合物及由其制备的减阻防污涂层 - Google Patents

一种减阻防污涂层组合物及由其制备的减阻防污涂层 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种减阻防污涂层组合物及由其制备的减阻防污涂层，所述组合物包括第一组分、第二组分和第三组分，所述第一组分是由丙烯酸类单体和环氧单体聚合而成的聚合物乳液，所述第二组份是由取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂和环氧单体聚合而成的微凝胶悬浮液，所述第三组分是固化剂。由上述组分制备的减阻防污涂层具有温敏性，在温度变化下，涂层表面呈动态形态，防止了生物体的附着，具有防污性，同时，所述涂层具有两亲性，有效减小了在水介质中的阻力，具有减阻效果。本发明所提供的组合物和涂层在制备时采用水为溶剂，安全环保、无污染，且原料易得、制备方法简单，易于大规模生产应用。

Description

一种减阻防污涂层组合物及由其制备的减阻防污涂层
技术领域
本发明涉及涂层领域，尤其涉及减阻涂层，特别地，涉及一种减阻防污涂层组合物及由其制得的减阻防污涂层。
背景技术
水下航行器的速度主要由航行阻力和推进力决定，但是，提高推进力会增加能耗，经济性下降，也于环境不利，所以降低航行阻力成为提高航速的关键。而水下航行器的阻力中摩擦阻力占的比重最高，约占总阻力的40％～80％，同时，在水下航行中海洋污损生物容易附着在船体表面，导致船舶自重和航行阻力剧增，因此减小摩擦阻力和减小海洋生物污染对提高航速度、节省燃料消耗、保护环境意义重大。
在医学领域中，体内插管、介入导管等要求置管阻力小，降低病患者不适感，同时要求管内流体流动阻力小，便于液体输送。这些都对医用导管内壁和外壁的低摩擦阻力和高润滑性提出迫切要求。
因此，开发一种减阻涂层受到了人们的广泛关注。
新加坡专利SG78259(A1)公开了一种具有不规则凸起和凹陷结构的涂层，突起和凹陷处表面拥有微米级亲水-憎水微相分离构造，从而实现流体流动时的减阻效果。但是，在其制备工艺中需要使用带有微米级凸起和凹陷的模具，将亲水部分和疏水部分填入模具从而形成上述形态，其工艺复杂，不宜大规模应用且涂层的凸起和凹陷的结构会影响亲水-憎水材料的附着稳定性。
中国专利CN201110270722.5报道了一种仿生防污复合涂料及其合成方法。该专利通过混合丙烯酸基体树脂、仿生功能基体树脂和无机填料(Fe2O3和TiO2)，成膜干燥后得到表面形态类似于鲨鱼皮的微米级凸起条纹，且为微相分离结构，具有防污减阻的效果。该专利公开的制备过程包括反应物在150℃以上高温反应等复杂步骤，工艺复杂，所需化学原料、试剂种类繁多，并且所形成的涂层在水流的冲刷下会释放有机挥发物，污染环境。
中国专利CN201410161871.1公开了由聚氨酯、有机溶剂和3-氨丙基三乙氧基硅烷及聚四氟乙烯粉等组成的超疏水涂料，通过表面吸附微小空气气泡达到减阻效果，然而在海水浸泡下吸附的空气气泡难以长期稳定附着，孔隙被海水浸润后逐步丧失减阻效果。
中国专利CN201410194045.7公开了一种适用于海洋环境的双组分减阻涂层，将有机硅树脂、表面活性剂、润滑剂、颜填料、溶剂、催化剂、交联剂等混合后涂覆获得超光滑和自润滑的涂层，减阻效果为6％左右。该方法涂层成分复杂，硬脂酸、脂肪酸甘油酯、硅油等表面活性剂以及硫酸盐、硅酸盐、碳酸盐等颜料易迁移污染海洋环境。
中国专利CN201510216575.1公开了包括阳离子型聚丙烯酰胺、聚二甲基硅氧烷、二甲苯、丙烯酸树脂或氟碳树脂等组分的环保型防污减阻复合功能涂料，短期内具有减阻防污效果，但是组分中同时包含亲水组分和疏水组分，且组合方式只是简单的共混，并未形成化学键接，在使用过程中，聚丙烯酰胺等亲水组分易溶解脱落，丧失减阻防污效果。
综上所述，现有减阻技术中以超疏水涂层和仿生涂层为主，其中超疏水涂层表面海水浸泡下吸附的空气气泡难以长期稳定附着，影响减阻效果；仿生涂层多采用塑铸压印、静电纺丝等复杂工艺制备，难以实现大面积涂装。此外，多组分涂层虽可综合各组分的优势达到减阻效果，但是有效组分迁移流失问题难以解决；自组装涂层稳定性差、效率低，难以实现大规模涂装。
因此，现有的减阻涂层技术依然存在如下突出问题：(1)工艺复杂，难以规模化应用；(2)涂层结构不稳定，减阻效果衰减迅速，长期使用减阻效果差；(3)涂层中有毒有害成分易迁移至水体中，污染环境；(4)迄今尚无适宜医学应用的、便于规模化实施的仿生减阻涂层技术。
发明内容
为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：在疏水聚合物基底(源于第一组分)中构筑温敏性亲水微区(源于第二组分)，其中，疏水聚合物基底与温敏性亲水微区之间利用固化剂(源于第三组分)进行共价键合，这样，消除了温敏性亲水微区的脱落，保证了涂层结构的稳定性，同时，温敏性亲水微区的亲水性能够减少阻力，温敏性亲水微区的温敏性能够减少了生物污染，因此得到减阻防污涂层，从而完成了本发明。
本发明的目的之一在于提供一种减阻防污涂层组合物，所述组合物包括第一组分、第二组分和第三组分；其中，所述第一组分是由丙烯酸类单体和环氧单体聚合而成的聚合物乳液；所述第二组份是由取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂和环氧单体聚合而成的微凝胶悬浮液；所述第三组分是固化剂。
本发明的目的之二在于提供上述组合物用于制备减阻防污涂层的用途。
本发明的目的之三在于提供一种减阻防污涂层，优选由上述组合物制备得到，所述减阻防污涂层具有减小阻力、防止生物污染的功能。
附图说明
图1示出本发明所述组合物制备的涂层的形态示意图，以及涂层形态随周围环境的变化；
图2示出第一组分、第二组分以及第三组分之间进行交联固化的反应示意图；
图3示出第二组分中的微凝胶在不同温度和不同盐浓度下的形态变化示意图；
图4示出实验例5的荧光结果；
图5a示出实验例6中样品1和样品2的红外谱图；
图5b示出实验例6中样品3和样品4的红外谱图；
图6a示出实验例7中样品1和样品2的接触角随时间的动态变化；
图6b示出实验例7中样品3和样品4的接触角随时间的动态变化。
附图标记
1-乳胶粒；11-疏水聚合物基底；2-微凝胶；21-温敏性亲水微区。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
根据本发明的一方面，提供了一种减阻防污涂层组合物，所述组合物包括第一组分、第二组分和第三组分，其中，所述第一组分是由丙烯酸类单体和环氧单体聚合而成的聚合物乳液，所述第二组分是由取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂和环氧单体聚合而成的微凝胶悬浮液，所述第三组分是固化剂。
在本发明中，如图1和图2所示，第一组分的聚合物乳液中含有乳胶粒1，第二组分的微凝胶悬浮液中含有微凝胶2，在乳胶粒1和微凝胶2中均含有环氧基团。在制备涂层时，上述三种组分混合：(1)如图1所示，乳胶粒1形成疏水性聚合物基底11，微凝胶2分散于疏水性聚合物基底11中，其中，在疏水性聚合物基底11表面形成温敏性亲水微区21；(2)如图2所示，乳胶粒1和微凝胶2中的环氧基团均与第三组分中的固化剂(图2中以聚乙烯亚胺为例)发生交联固化反应，因此，在涂层中，微凝胶与疏水性聚合物基底为共价连接，从而保证微凝胶能够稳定分散在疏水性聚合物基底中，形成结构稳定的涂层。
在本发明中，其一，微凝胶的侧链中含有酰胺基，赋予温敏性亲水微区温敏性和盐敏性，如图3所示，在温度变化和盐度变化下，微凝胶的侧链发生伸展和蜷缩的动态变化，减少了生物体的附着，达到防污的目的；其二，微凝胶中含有两亲性大分子侧链，所述两亲性大分子侧链赋予赋予温敏性亲水微区亲水性，能够减少在水介质中的阻力，达到减阻的目的。
根据本发明一种优选的实施方式，基于100重量份的第一组分，第二组分的含量为5～70重量份。
在进一步优选的实施方式中，基于100重量份的第一组分，第二组分的含量为10～60重量份，优选为20～60重量份。
在更进一步优选的实施方式中，基于100重量份的第一组分，第二组分的含量为15～55重量份。
其中，当第二组分的含量低于5重量份时，微凝胶2含量太少，不能在涂层表面形成足够数量的温敏性亲水微区21，减阻防污效果不明显；当第二组分的含量高于70重量份时，涂层吸水溶胀度过大，会导致涂层附着力和稳定性降低，不利于维持减阻防污性能。
根据本发明一种优选的实施方式，基于100重量份的第一组分，第三组分的含量为0.001～0.1重量份。
在进一步优选的实施方式中，基于100重量份的第一组分，第三组分的含量为0.01～0.06重量份。
在更进一步优选的实施方式中，基于100重量份的第一组分，第三组分的含量为0.03～0.04重量份。
其中，当第三组分的含量低于0.001份时，形成涂层时固化不完全，涂层中的温敏性亲水微区21不稳定，其中的微凝胶2易脱落，导致涂层结构不稳定；当第三组分的含量高于0.1重量份时，在形成涂层时，会降低固化剂利用率，而且固化剂中的反应基团数量过多反而不利于形成交联桥键，导致交联密度下降。
在本发明中，第一组分的重量以聚合物乳液的重量计，第二组分的重量以微凝胶悬浮液的重量计，第三组分的重量以固化剂的重量计。
根据本发明一种优选的实施方式，所述丙烯酸类单体如式(I)所示：
其中，在式(I)中，R1为C1～C5的烷基或氢，优选为C1～C3的烷基或氢，更优选为甲基或氢；R为C1～C10的烷基，优选为C1～C6的烷基，更优选为C1～C4的烷基，例如甲基、乙基和丁基。
在进一步优选的实施方式中，所述丙烯酸类单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或几种。
其中，由丙烯酸类单体为主体单体聚合得到乳胶粒1既含有极性的酯基又含有非极性的烷基，赋予涂层对极性基材和非极性基团均具有良好的附着力，使其适用基材范围广，并且成本较低，易于实现规模化应用。
根据本发明一种优选的实施方式，所述环氧单体为含有环氧基团的单体。
其中，在所述环氧单体中含有环氧基团和可聚合的不饱和双键，如图2所示，所述环氧基团用于与固化剂发生交联固化反应，以形成结构稳定的涂层，所述不饱和双键用于与丙烯酸类单体发生共聚反应，使环氧基团共聚到乳胶粒1上。
在进一步优选的实施方式中，所述环氧单体选自甲基丙烯酸缩水甘油醚和/或烯丙基缩水甘油醚。
在本发明中，丙烯酸类单体和环氧单体发生共聚反应，得到侧链含有环氧基的聚合物乳液，赋予聚合物乳液环氧开环交联活性，因此第一组分可以进一步与固化剂发生交联固化反应，形成涂层。
根据本发明一种优选的实施方式，所述第一组分如下制备：
步骤1-1、将水加入第一反应器中，通保护性气体排氧；
步骤1-2、将丙烯酸类单体和环氧单体加入第一反应器中，升温；
步骤1-3、配制引发剂的水溶液，并将其加入第一反应器，搅拌，反应结束后冷却，得到聚合物乳液，即第一组分。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1-1中，所述保护性气体选自氮气、氦气、氖气和氩气中的一种或几种。
在进一步优选的实施方式中，所述保护性气体为氮气。
其中，通保护性气体的目的是排除体系中的氧气以进行自由基共聚反应，因此，保护性气体没有严格限制，氮气和惰性气体均可，从性价比考虑，优选为氮气。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1-2中，升温至50～90℃，优选至60～80℃，更优选至70℃。
其中，在本发明中，为了兼顾聚合物乳液的稳定性及其制备效率，第一组分的制备反应温度为50～90℃，当温度低于50℃时，引发效率太慢，聚合效率过低，当温度高于90℃时，体系中的环氧基团容易发生开环副反应，导致聚合物交联性能下降，而且高温时乳液稳定性差，易破乳。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1-3中，所述引发剂为水溶性引发剂。
在进一步优选的实施方式中，在步骤1-3中，所述引发剂为阳离子型水溶性引发剂。
在更进一步优选的实施方式中，在步骤1-3中，所述引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐和/或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，例如偶氮二异丁基脒盐酸盐。
其中，由于所述制备是在水溶剂体系中进行，因此需要选用水溶性的引发剂，同时：(1)阳离子型水溶性引发剂的端基正电荷能够为聚合物乳液提供正电荷，维持聚合物乳液的稳定性；(2)在交联固化形成涂层时，固化剂为胺基化合物，在水介质中，胺基化合物因胺基质子化而带正电荷，因此，为了防止各组分在混合时发生絮凝，聚合物乳液的表面必须带有正电荷，因此选用阳离子型水溶性引发剂。
根据本发明一种优选的实施方式，在第一组分的制备中，引发剂分批加入反应体系中，避免聚合反应过于剧烈而导致破乳。
根据本发明一种优选的实施方式，所述引发剂的水溶液的质量浓度为1～3％，优选为1.5～2.5％，更优选为2％。
其中，配制引发剂水溶液的目的是使引发剂进行预溶解，使其在制备反应中能够良好分散，达到较高的引发效率。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤1-3中，搅拌8～22h，优选搅拌10～20h，更优选搅拌12～18h，例如12h。
其中，搅拌时间过短可能导致反应不完全，搅拌时间过长可能导致破乳或者造成不必要的能源浪费。
根据本发明一种优选的实施方式，在第一组分的制备中，水、丙烯酸类单体、环氧单体和引发剂的重量比为100：(2～50)：(0.1～1)：(0.1～2)。
在进一步优选的实施方式中，在第一组分的制备中，水、丙烯酸类单体、环氧单体和引发剂的重量比为100：(2～30)：(0.1～0.5)：(0.1～1.5)。
在更进一步优选的实施方式中，在第一组分的制备中，水、丙烯酸类单体、环氧单体和引发剂的重量比为100：(2～20)：(0.1～0.3)：(0.1～1)。
其中：(1)聚合物乳液的固含量是影响乳液稳定性和涂覆效果的重要因素，而制约固含量的关键是主体单体与水的重量比，在第一组分的制备中，丙烯酸类单体为主体单体，因此，基于100重量份的水，控制丙烯酸类单体的重量份为2～50，当低于2重量份时，聚合物乳液的固含量太低，导致涂覆效率低，当高于50重量份时，因固含量过高，可能会导致在聚合过程中产生絮凝物甚至破乳，导致聚合失败；(2)引发剂的用量是维持第一组分中聚合物乳液稳定性的关键。若引发剂的用量低于0.1重量份，不能在聚合物粒子表面产生足够的正电荷，制备过程会发生破乳现象，导致聚合失败，若引发剂的用量高于2重量份，会导致聚合物粒子的分子量偏小，导致涂层的强度下降。
根据本发明一种优选的实施方式，所述聚合物乳液的粒径为50～1500nm。
在进一步优选的实施方式中，所述聚合物乳液的粒径为100～1000nm。
在更进一步优选的实施方式中，所述聚合物乳液的粒径为200～500nm。
其中，聚合物乳液的粒径大小与引发剂的用量和搅拌的速度有关，随着引发剂用量越多和搅拌速度加快，聚合物乳液的粒径会减小，因此可以通过控制引发剂用量和搅拌速度控制聚合物乳液的粒径，一般控制搅拌速度为200～400rpm。
在本发明中，在第一组分的制备中，未采用乳化剂，在后期涂层制备中，没有乳化剂等杂质干扰成膜过程和涂层性能，并且体系中无乳化剂残留、体系纯净、无环境污染。
根据本发明一种优选的实施方式，所述取代的丙烯酰胺为由疏水基团取代的取代丙烯酰胺。
在进一步优选的实施方式中，所述取代的丙烯酰胺如式(II)所示：
其中，在式(II)中，R2和R3各自独立地为疏水基团或氢，优选地，R2和R3各自独立地为C1～C6的烷基或氢，更优选地，R2和R3各自独立地为甲基、乙基或异丙基，其中，R2和R3不同时为氢。
在更进一步优选的实施方式中，所述取代的丙烯酰胺选自N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺中的一种或几种。
其中，取代的丙烯酰胺聚合后形成含酰胺基的侧链，赋予第二组分中的微凝胶温敏性，使微凝胶具有低临界溶解温度(LCST)，即低温亲水高温疏水，同时赋予第二组分中的微凝胶盐敏性，即盐浓度提高使微凝胶疏水性提升、盐浓度降低使微凝胶亲水性提升。如图3和图1所示，当周围温度高于其LCST或处于淡水中时，含酰胺基的侧链蜷缩，表现为疏水性，当周围温度高于其LCST或处于盐水/海水中时，含酰胺基的侧链伸展，表现为亲水性。其中，(1)在第二组分的制备中，制备温度高于其LCST，含酰胺基的侧链不溶于溶剂水，产生相分离，形成聚合物悬浮粒子，实现分散聚合，得到微凝胶悬浮液；(2)在涂层中，如图1所示，由微凝胶2形成的温敏性亲水微区21在水介质中具有温敏性和盐敏性，随着周围水温和盐浓度的变换(升高或降低)，含酰胺基的侧链发生蜷缩或膨胀，且不停变换，因此，赋予涂层表面形态的动态特征，使生物体难以持久稳定附着，从而提高其防污性能。
根据本发明一种优选的实施方式中，所述两亲性大分子单体如式(III)所示：
其中，在式(III)中，R4为C1～C5的烷基，优选为C1～C3的烷基，例如甲基；R5为C1～C5的烷基或氢，优选为C1～C3的烷基或氢，更优选为甲基或氢；n为5～250，优选为10～200，更优选为20～150。
在进一步优选的实施方式中，所述两亲性大分子单体为甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和/或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯。
在更进一步优选的实施方式中，所述两亲性大分子单体为甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。
其中，两亲性大分子单体在经聚合后形成两亲性大分子侧链，赋予微凝胶亲水亲油两亲性，其中：(1)如上所述，在制备第二组分时，含酰胺基的侧链21在高温下蜷缩，使微凝胶不溶于水，而两亲性大分子侧链具有亲水性，其分子链伸展，使微凝胶能稳定地悬浮于水介质中，否则，微凝胶会在水中发生沉淀；(2)在形成涂层时，由于两亲性大分子侧链赋予微凝胶亲油性，使得微凝胶能够均匀地分散于疏水聚合物基底中，并形成锚爪效应，确保微凝胶与疏水聚合物基底有良好的相互作用，避免微凝胶聚集；(3)形成涂层后，微凝胶表面的两亲性大分子侧链在遇水后伸入水相，产生润滑减阻效果。
在本发明中，对于两亲性大分子单体的分子量具有严格控制，如上述，在式(III)中，n为5～250，优选为10～200，更优选为20～150。
其中，当n小于5时，两亲性侧链太短，不能充分体现其两亲性，例如，溶于被微凝胶中温敏性侧链包裹或覆盖，从而不能将其两亲性充分表现出来；当n大于250时，两亲性侧链太长，在第二组分的共聚时，会因为位阻效应导致竟聚率很低，共聚活性很低。
根据本发明一种优选的实施方式，所述交联剂选自含有两个或多个不饱和双键的水溶性化合物。
在进一步优选的实施方式中，所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯和二烯丙基胺中的一种或几种。
在进一步优选的实施方式中，所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺和/或二甲基丙烯酸乙二醇酯。
其中，交联剂的目的是为了在第二组分的制备中形成微凝胶，对交联剂的选择没有太多要求，只要具有水溶性即可。
根据本发明一种优选的实施方式，所述环氧单体为含有环氧基团的单体。
其中，在所述环氧单体中含有环氧基团和可聚合的不饱和双键，所述环氧基团用于与固化剂发生交联固化反应，以形成涂层，所述不饱和双键用于与取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂发生共聚反应。
在进一步优选的实施方式中，所述环氧单体选自甲基丙烯酸缩水甘油醚和/或烯丙基缩水甘油醚。
在本发明中，取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂和环氧单体发生共聚反应，得到微凝胶悬浮液(第二组分)，其中，取代的丙烯酰胺赋予微凝胶悬浮液中的微凝胶温敏性和盐敏性，两亲性大分子单体赋予微凝胶两亲性，环氧单体赋予微凝胶固化活性，使其可以进一步与固化剂发生交联固化反应，形成涂层。
根据本发明一种优选的实施方式，所述第二组分如下制备：
步骤2-1、将水加入第二反应器中，通保护性气体排氧；
步骤2-2、将取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂和环氧单体加入第二反应器中，升温；
步骤2-3、配制引发剂的水溶液，并将其加入第二反应器，搅拌，反应结束后冷却，得到微凝胶悬浮液，即第二组分。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2-1中，所述保护性气体选自氮气、氦气、氖气和氩气中的一种或几种。
在进一步优选的实施方式中，所述保护性气体为氮气。
其中，通保护性气体的目的是排除体系中的氧气以进行自由基共聚反应，因此，保护性气体没有严格限制，氮气和惰性气体均可，从性价比考虑，优选为氮气。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2-2中，升温至45～110℃，优选为45～100℃，更优选为45～90℃，例如80℃。
其中，由于微凝胶具有温敏性，温度越高其表现出的疏水性越强，越容易出现相分离形成微凝胶悬浮液，因此，在第二组分的制备中，需要聚合温度高于45℃，否则，微凝胶收率很低，但是，聚合温度不能高于90℃，否则，体系中的小分子单体消耗太快，而大分子单体因位阻效应参与共聚的活性较低，导致聚合前期和聚合后期微凝胶的组成差异较大，影响涂层性能。
根据本发明一种优选的实施方式中，在步骤2-2中，两亲性大分子单体在加入第二反应器之前任选地进行预溶解。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2-3中，所述引发剂为水溶性引发剂。
在进一步优选的实施方式中，在步骤1-3中，所述引发剂为阳离子型水溶性引发剂。
在更进一步优选的实施方式中，在步骤1-3中，所述引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐和/或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，例如偶氮二异丁基脒盐酸盐。
其中，在交联固化形成涂层时，固化剂为胺基化合物，在水介质中，胺基化合物因胺基质子化而带正电荷，因此，为了防止各组分在混合时发生絮凝，微凝胶悬浮液的表面必须带有正电荷，因此选用阳离子型水溶性引发剂。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2-3中，所述引发剂的水溶液的质量浓度为0.1～0.5％，优选为0.2～0.4％，更优选为0.3％。
其中，配制引发剂水溶液的目的是使引发剂进行预溶解，使其在制备反应中能够良好分散，达到较高的引发效率。
根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2-3中，搅拌12～48h，优选搅拌24～36h，优选搅拌24h。
其中，搅拌时间过短可能导致反应不完全，搅拌时间过长可能造成不必要的能源浪费。
根据本发明一种优选的实施方式，在第二组分的制备中，基于100重量份的水，取代的丙烯酰胺的用量为0.1～2重量份，优选为0.2～1重量份，更优选为0.5～0.8重量份。
其中，第二组分为微凝胶悬浮液，微凝胶悬浮液在流体力学特性上与聚合物水乳液有很大区别，即使在较低固含量时也呈现较大粘度，为防止在聚合过程中因体系粘度过大发生搅拌困难，基于100重量份的水，控制取代的丙烯酰胺的用量为0.1～2重量份。若少于0.1重量份，微凝胶悬浮液中微凝胶含量很低，制备效率和涂覆效率都很差；若高于2重量份，在制备中，微凝胶悬浮液的粘度很大，搅拌及后续与第一组分和第二组分的混合都难以顺利进行。
根据本发明一种优选的实施方式，在第二组分的制备中，基于100重量份的水，两亲性大分子单体的用量0.05～2重量份，优选为0.1～1重量份，更优选为0.3～0.6重量份。
其中，两亲性大分子单体的用量在上述范围内可保证微凝胶表面具有适宜数量的两亲性大分子侧链，若低于0.05重量份，微凝胶表面的两亲性大分子侧链数量少，无法体现这种侧链的功能，若高于2重量份，则会导致微凝胶粒径太小，难以在涂层中形成明显的温敏性亲水微区4，从而无法实现本发明的减阻防污目的。
根据本发明一种优选的实施方式，在第二组分的制备中，基于100重量份的水，交联剂的用量为0.001～0.04重量份，优选为0.005～0.02重量份，更优选为0.01～0.015重量份。
其中，若交联剂的用量太少，则不能形成微凝胶，若交联剂的用量过大，也可能生不成微凝胶而是直接生成交联的宏观凝胶产物。
根据本发明一种优选的实施方式，在第二组分的制备中，基于100重量份的水，环氧单体的用量为0.05～0.4重量份，优选为0.1～0.3重量份，更优选为0.15～0.2重量份。
其中，在第二组分的制备中，溶剂体系为水，而环氧单体表现为疏水性，相比于体系中其他亲水性较好的单体，环氧单体聚合转化率较低，所以在聚合时，环氧单体添加份数较大，为0.05～0.4重量份，以保证微凝胶中有足够环氧基团参与涂层固化。但是，环氧单体加入量不能高于0.4重量份，否则会导致该单体从水相析出，不利于共聚。
根据本发明一种优选的的实施方式，在第二组分的制备中，基于100重量份的水，引发剂的用量为0.05～0.3重量份，优选为0.08～0.2重量份，更优选为0.1～0.15重量份。
其中，若引发剂的含量太低，可能会导致微凝胶悬浮液的表面正电荷不够，而在进行固化涂层时第二组分会与第一组分和第三组分发生絮凝，影响涂层性能。
根据本发明一种优选的实施方式中，微凝胶悬浮液的粒径为50～1500nm。
在进一步优选的实施方式中，微凝胶悬浮液的粒径为100～1000nm。
在更进一步优选的实施方式中，微凝胶悬浮液的粒径为150～800nm。
其中，微凝胶悬浮液的粒径大小与两亲性大分子单体和引发剂的用量有关，随着两亲性大分子单体和引发剂用量越多，微凝胶悬浮液的粒径变小。因为：(1)在微凝胶悬浮液中，两亲性大分子侧链(亲水)与含有酰胺基的侧链(高温疏水)共同维持悬浮液的稳定性，随着两亲性大分子单体用量增大，两亲性大分子侧链含量比增大，微凝胶的亲水性变强，微凝胶在水中分散性增强，在制备中更容易得到小粒径的悬浮液；(2)引发剂越多，引发聚合产生的微凝胶数量越多，每个微凝胶中聚合物链节的平均数量越少，相应地，微凝胶越小，其粒径越小，而且当引发剂为阳离子引发剂时，微凝胶表面引发剂端基产生的正电荷数量越多，静电效应也导致生成更小微凝胶。
在本发明中，在第二组分的制备中，未采用乳化剂，在后期涂层制备中，没有乳化剂等杂质干扰成膜过程和涂层性能，并且体系中无乳化剂残留、体系纯净、无环境污染。
根据本发明一种优选的实施方式，所述固化剂包括脂肪族胺类固化剂和芳香族胺类固化剂。
在进一步优选的实施方式中，所述固化剂选自苯胺、二亚乙基三胺、聚乙烯亚胺、乙烯基胺、氨乙基哌嗪、间苯二胺、聚醚胺和二氨基二苯基甲烷中的一种或几种。
在更进一步优选的实施方式中，所述固化剂选自二亚乙基三胺和/或聚乙烯亚胺中的一种或几种，例如聚乙烯亚胺。
其中，对于固化剂的选择没有严格要求，只要能与环氧基发生环氧开环反应形成共价键即可，在本发明中，所述聚醚胺是指胺基封端的聚醚。
根据本发明一种优选的实施方式，所述固化剂可以配制成固化剂水溶液，所述固化剂水溶液的浓度为0.1～10％，优选为0.05～5％，更优选为0.08～2％，例如1％。
其中，固化剂的水溶液的浓度不能太大，太大时，第三组份不能与第一组分和第二组分混合均匀，太小时，其中固化剂的含量较少，交联固化效果差，可能导致涂层结构不稳定。需要说明，在本发明中，第三组分的重量是以固化剂的重量计，而不是以固化剂水溶液的重量计。
根据本发明第二方面，提供了第一方面所述减阻防污涂层组合物用于制备减阻防污涂层的用途。
根据本发明的第三方面，提供了一种减阻防污涂层。
根据本发明一种优选的实施方式，所述减阻防污涂层利用第一方面所述减阻防污涂层组合物制备得到。
其中，如图1所示，所述减阻防污涂层以第一组分中的乳胶1粒为基底形成疏水聚合物基底11，在疏水聚合物基底11的表面上分布有由微凝胶2形成的温敏性亲水微区21。
根据本发明一种优选的实施方式，所述减阻防污涂层如下制备：
步骤a、将第一组分与第二组分混合，搅拌，再加入第三组分，得到共混物；
步骤b、进行超声脱气，然后共混物涂覆在基底上；
步骤c、对涂覆后的基底进行加热，得到减阻防污涂层。
根据本发明一种优选的实施方式中，在步骤a中，搅拌5～20分钟，优选为5～15min，更优选为10min。
根据本发明一种优选的实施方式中，在步骤b中，超声脱气0.5～10min，优选为1～5min，更优选为2～4min。
其中，超声脱气的目的是为了脱除组合物中溶解的空气，避免涂层固化后残留气泡造成缺陷，影响表面形态，进而影响涂层的减阻性能和稳定性。
根据本发明一种优选的实施方式中，在步骤c中，于50～95℃加热1～5h，优选地，于60～85℃加热2～4h，更优选地，于70～80℃加热2h。
其中，若温度低于50℃，固化速度过慢，若温度超过95℃，涂膜中水分挥发太快，固化反应也过快，易导致交联不均匀、涂膜不平整。
本发明所具有的有益效果：
(1)所述组合物中的第一组分采用无皂乳液聚合，没有使用乳化剂，无杂质干扰和污染风险；
(2)本发明所提供的组合物和涂层在制备时采用水为溶剂，安全环保、无污染，且原料易得、制备方法简单，易于大规模生产应用；
(3)本发明所提供的组合物能够用于制备减阻防污涂层；
(4)本繁忙所提供的减阻防污涂层以丙烯酸酯类聚合物为基底，使涂层与极性涂覆表面和非极性涂覆表面均具有较好的附着力；
(5)本发明所提供的减阻防污涂层具有温敏性，在周围温度变化下，涂层表面具有动态特性，能够防止生物体污染；
(6)本发明所提供的减阻防污涂层具有较小的水接触角，亲水性强，具有减阻效果；
(7)本发明所提供的减阻防污涂层中各组分通过共价键连接，改善了涂层的结构稳定性。
实施例
以下通过具体实施例进一步描述本发明。不过这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。
实施例1第一组分的制备
将300g去离子水加入安装了回流冷凝器的500ml反应器中，通氮排氧；将9.75g甲基丙烯酸甲酯、5.25g丙烯酸丁酯、0.35g甲基丙烯酸缩水甘油酯加入反应器中，升温至70℃，搅拌使物料受热均匀；将2g偶氮二异丁基脒盐酸盐溶于10mL水中，并将其加入反应器中，搅拌12h，冷却后出料，获得白色聚合物乳液。
实施例2第一组分的制备
将300g去离子水加入安装了回流冷凝器的500ml反应器中，通氮排氧；将9.75g甲基丙烯酸甲酯、5.25g丙烯酸乙酯、0.35g烯丙基缩水甘油醚加入反应器中，升温至60℃，搅拌使物料受热均匀；将1.4g偶氮二异丁基脒盐酸盐溶于10mL水中，并将其加入反应器中，搅拌20h，冷却后出料，获得白色聚合物乳液。
实施例3第二组分的制备
将300g去离子水加入安装了回流冷凝器的500ml反应器中，通氮排氧；将2.00g N-异丙基丙烯酰胺、2.42g分子量为2080g/mol的聚乙二醇甲氧基丙烯酸酯的50wt.％水溶液、0.56g甲基丙烯酸缩水甘油酯和0.03g N,N-亚甲基双丙烯酰胺加入反应器中，升温至80℃，搅拌均匀；将0.3g偶氮二异丁基脒盐酸盐溶于10mL水中，在将其加入反应器中，搅拌24h，冷却后出料，获得微凝胶悬浮液。
实施例4第二组分的制备
将300g去离子水加入安装了回流冷凝器的500ml反应器中，通氮排氧；将2.00g N,N-二乙基丙烯酰胺、1.5g分子量为5000的聚乙二醇甲氧基丙烯酸酯、0.56g烯丙基缩水甘油醚和0.03g二甲基丙烯酸乙二醇酯加入反应器中，升温至70℃，搅拌均匀；将0.3g偶氮二异丁基脒盐酸盐溶于10mL水中，在将其加入反应器中，搅拌48h，冷却后出料，获得微凝胶悬浮液。
实施例5减阻防污涂层的制备
分别取14g实施例1制备的第一组分、5g实施例3制备的第二组分，将两者混合，搅拌10min，加入1.0％的分子量为2000g/mol的聚乙烯亚胺水溶液0.50g，搅拌5分钟，然后超声脱气2分钟。取适量上述制备的组合物涂覆在平整的玻璃片上，于80℃加热2小时，得到干燥固化的减阻防污涂层。
实施例6减阻防污涂层的制备
分别取13.8g实施例2制备的第一组分、7.3g实施例4制备的第二组分，将两者混合，搅拌10min，加入1.0％的二亚乙基三胺水溶液0.47g，然后超声脱气5分钟。取适量上述制备的组合物涂覆在平整的玻璃片上，于70℃加热2小时，得到干燥固化的减阻防污涂层。
实施例7减阻防污涂层的制备
重复实施例5的制备过程，区别在于第一组分和第二组分的添加量分别为14g和2.8g，1.0％的分子量为2000g/mol的聚乙烯亚胺水溶液的添加量为0.14g。
实施例8减阻防污涂层的制备
重复实施例5的制备过程，区别在于第一组分和第二组分的添加量分别为14g和8.4g，1.0％的分子量为2000g/mol的聚乙烯亚胺水溶液的添加量为0.8g。
对比例1无交联固化涂层的制备
重复实施例5的制备过程，区别在于，不加入聚乙烯亚胺的水溶液，即不加入第三组分。
对比例2无温敏性亲水微区的涂层的制备
重复实施例5的制备过程，区别在于，不加入第二组分。
对比例3无温敏性亲水微区的涂层的制备
重复实施例6的制备过程，区别在于，不加入第二组分。
实验例
实验例1粒径的测定
采用动态光散射法测定实施例1～4中产物的粒径，其中，采用美国BrookerhavenInstruments公司的Zeta电位/粒度仪进行测试。对于实施例1和实施例2，测试条件如下：温度为25℃，分散介质为水，计数率控制在400-600kcps之间，测试时间60s，重复5次。对于实施例3和实施例4，测试条件如下：20℃和40℃，分散介质为水，计数率控制在400-600kcps之间，测试时间60s，重复5次。测试结果见表1。
由表1可以看出，(1)由实施例1和实施例2制备的第一组分的聚合物乳液的粒径分别为250.4±6.2nm和500.0±10.0；(2)对于实施例3和实施例4制备的第二组分中微凝胶悬浮液，发现，20℃(低于LCST)时的粒径大于40℃(高于LCST)时的粒径，因为，在高于LCST时，含酰胺基的侧链蜷缩，致使微凝胶蜷缩，从而粒径变小，说明第二组分中的微凝胶具有温敏性。
实验例2固含量的测定
通过冷冻干燥法，将实施例1～4中得到的产物进行脱水干燥，计算固含量。结果见表1。
表1粒径与固含量
实施例3涂层凝胶含量测定
采用索氏提取方法对实施例5和实施例6以及对比例1～3制备的涂层进行凝胶含量的测定。其中，精确称取0.20g涂膜，用慢速滤纸包覆后用四氢呋喃回流抽提40h，然后烘干至恒重，由涂膜残余质量计算凝胶含量，其中，凝胶含量＝(残余质量/原始质量)×100％，结果如表2所示。
表2涂层凝胶含量
由表2可以看出，(1)实施例5和实施例6以及对比例2和对比例3中的凝胶含量均大于99％，接近100％，说明在用四氢呋喃提取的过程中涂层质量并没有发生变化，即涂层以交联结构存在，提取中不溶解于四氢呋喃，证明涂层进行了充分的交联固化；(2)对比例1中凝胶含量小于1％，说明在用四氢呋喃提取的过程中涂层质量发生了巨大变化，因为对比例1中没有采用固化剂，第一组分与第二组分均为非交联的可溶解链状；说明固化剂的加入能够得到稳定的涂层。
实施例4流体动力学阻力(扭矩)的测定
采用上海平轩科学仪器有限公司生产的NDJ-5S旋转粘度计对实施5～6以及对比例2～3制备的涂层进行流体力学阻力(扭矩)的测定。
样品制备：分别重复实施例5和实施例6以及对比例2和对比例3的制备方法，区别在于均涂覆在铝箔上，烘干获得交联固化涂层，再裁剪成刚好能覆盖粘度计转子的尺寸，分别用以检测实施例5和实施例6以及对比例2和对比例3的制得的涂层的减阻效果
测试步骤如下：装好套筒，向内注入适量纯净水，以铝箔为粘接面，将涂层用防水双面胶固定在粘度计转子的圆筒表面，然后浸入套筒内的水中，保持水的液面与套筒上的刻线重合，读取转子在60rpm转速时的扭矩，据此获得涂层对水的流体力学阻力。通过调控套筒内的水温，考察不同温度下涂层的扭矩，进行减阻效果比较。
其中，采用如下公式获得扭矩：
其中，套筒内半径R为0.014m，转子半径Ri为0.0125m，转子高度h为0.091m，转子角速度wi为60rpm。说明粘度η与扭矩M呈正比，由旋转粘度计测得的粘度即可得到扭矩M。结果如表3所示。
表3扭矩数据
其中，由表3可以看出，(1)在20℃时，对比例2的扭矩大于实施例5，对比例3的扭矩大于实施例6，说明，含有第二组分(即微凝胶)的涂层对水的阻力小于不含有第二组分的涂层，即涂层中温敏性凝胶微区起到了减阻的作用，并且，相对于对比例2，实施例5在20℃时阻力分别下降大约40％，相对于对比例3，实施例6在20℃时阻力分别下降大约33％；(2)每个样品在40℃时的阻力均小于20℃时的阻力，因为在40℃时水介质流动性好，阻力减小；但是，即使在40℃时，对比例2的扭矩也大于实施例5，对比例3的扭矩大于实施例6，相对于对比例2，实施例5在40℃时减阻30％，相对于对比例3，实施例6在40℃时减阻27％；(3)综合上述(1)和上述(2)可知：在涂层的制备中，加入第二组分，能够使阻力下降大约30～40％。
实施例5涂层抗蛋白吸附性能(防污)测定
(1)实验样品的制备：
(1-1)用pH为7.2的PBS缓冲液将FITC-BSA(异硫氰酸荧光素标记的牛血蛋白)稀释至50μg/ml的浓度，取三份实施例5制备的涂层和三份对比例2制备的涂层，将涂层浸入FITC-BSA溶液中；
(1-2)一份实施例5制备的涂层(记为I)，和一份对比例2制备的涂层(记为II)在黑暗条件下15℃恒温静置1h，另一份实施例5制备的涂层(记为III)和另一份对比例2制备的涂层(记为IV)在黑暗条件下37℃恒温静置1h，最后一份实施例5制备的涂层(记为V)和最后一份对比例2制备的涂层(记为VI)在黑暗条件下37℃和15℃交变温度下恒温静置1h，其中，每10min变换依次温度；
(1-3)用pH为7.2的PBS缓冲液洗去未吸附的FITC-BSA，用一级水洗去PBS缓冲液，在氮气环境中将涂层吹干。
(2)实验条件：
用莱卡SP8激光共聚焦显微镜进行荧光强度测试，设置激发光强为最大光强，每个配方的涂层拍摄10-15张图片，使用该显微镜内置软件将上述图片中的荧光亮度转换为强度值，进行抗蛋白吸附效果的比较，结果如图4所示。
(3)实验结果：从图4中可以看出，(3-1)比较实施例5与对比例2的抗蛋白效果，实施例5的荧光强度明显低于对比例2，说明实施例5对蛋白的吸附量远远低于对比例2，证明第二组分的加入能够明显提高涂层的防污效果；(3-2)对比例2在不同温度下对蛋白的吸附量相差无几，因为对比例2中没有添加第二组分，因此，不具有微凝胶提供的温敏性；(3-3)实施例5在不同温度下对蛋白的吸附有差异，在交变温度环境下，荧光强度最低，蛋白的吸附量最少，涂层的抗蛋白效果最佳，因为，微凝胶在变化的温度下侧链发生伸展与蜷缩的动态变化，使蛋白难以持久稳定附着，从而赋予涂层防污性。
实验例6通过红外光谱测定涂层的耐水稳定性
(1)样品制备：样品1和样品3分别为实施例5和对比例1制备的涂层，样品2和样品4如下制备：分别重复实施例5和对比例1的制备方法，区别在于均涂覆在平整的铝箔上，以铝箔为粘接面，用防水双面胶将涂膜固定在直径为10cm、高度为15cm的筒型转子上，浸入40℃水中，以100rpm的转速匀速旋转一个月，取出涂层烘干，分别得到样品2和样品4。
(2)测试条件：分别对样品1～4进行红外光谱测试，其中，采用美国热电尼高力公司型号为Thermo Nicolet 6700的红外光谱仪，测试参数为分辨率4cm-1，扫描次数32次，波数范围400-4000cm-1，每次测试前进行背景扫描，测试温度为20℃，结果如图5a和图5b所示，其中，图5a为样品1和样品2(实施例5在浸水前与浸水后)的红外光谱，图5b为样品3和样品4(对比例1在浸水前与浸水后)的红外光谱。
(3)结果分析：
(3-1)在图5a中可以看出，对于实施例5制备的涂层，浸水后的红外光谱(样品2)与浸水前的红外光谱(样品1)几乎一样，说明即使浸入水中旋转1个月，涂层的结构并没有发生变化，因为微凝胶与疏水聚合物基底通过固化剂进行共价交联，得到结构稳定的涂层，说明本发明所述组合物制备的涂层具有很好的耐水稳定性。
(3-2)在图5b中可以看出，对于对比例1制备的涂层，浸水后的红外光谱(样品4)与浸水前的红外光谱(样品3)相比发生了变化，属于微凝胶的特征峰(1500～1700cm-1)消失，说明浸水后微凝胶脱离了涂层，因为其没有固化剂，因此微凝胶与疏水聚合物基底之间没有共价键合，导致结构不稳定，易脱落，耐水稳定性差。
实施例7水接触角测试
对实施例6中的样品1～4进行水接触角测试，其中，采用JC2000C1接触角测量仪测定水滴在滴到涂膜表面后0～40s内的动态接触角，测试温度为室温，测定5次计算平均值和偏差，结果如图6a和6b所示。
由图6a可以看出，(1)样品1的接触角在40s内由70°附近变为30°附近，其中，当水滴刚落到涂层上时(0s时)，接触角分别为70°附近，慢慢地，水滴展开，接触角逐渐减小为30°附近，说明样品1具有很好的亲水性，其亲水性主要是第二组分中的两亲性大分子单体赋予；(2)样品2与样品1的情况类似，接触角由60°附近较小为30°附近，说明，实施例5制备的样品即使在水下旋转1个月后仍然具有亲水性，即第二组分还在，再一次表明实施例5制得的样品结构稳定。
由图6b可以看出，(1)样品3的接触角在40s内由70°附近变为30°附近，其中，当水滴刚落到涂层上时(0s时)，接触角分别为70°附近，慢慢地，水滴展开，接触角逐渐减小为30°附近，说明样品1具有很好的亲水性，其亲水性主要是第二组分中的两亲性大分子单体赋予；(2)样品4的接触角动态状态则与样品3完全不一样，一致处于80°附近，说明样品4不具有亲水性，因为样品4中不含有固化剂，涂层中没有交联结构，在水下旋转1个月后结构遭到破坏，第二组分脱离涂层，因此表现为疏水性，也进一步表明固化剂对涂层结构稳定的重要性。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (24)

1.一种减阻防污涂层组合物，其特征在于，所述组合物包括第一组分、第二组分和第三组分；其中，
所述第一组分是由丙烯酸类单体和环氧单体聚合而成的聚合物乳液；
所述第二组份是由取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂和环氧单体聚合而成的微凝胶悬浮液；
所述第三组分是固化剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包括以下重量配比的组分：
第一组分 100重量份，
第二组分 5～70重量份，
第三组份 0.001～0.1重量份。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组合物包括以下重量配比的组分：
第一组分 100重量份，
第二组分 10～60重量份，
第三组份 0.01～0.06重量份。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，
所述丙烯酸类单体如式(I)所示：
其中，在式(I)中，R1为C1～C5的烷基或氢；R为C1～C10的烷基；
所述丙烯酸类单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或几种；
和/或
所述环氧单体为含有环氧基团的单体；和/或
所述聚合物乳液的粒径为50～1500nm。
5.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于，
在式(I)中，R1为C1～C3的烷基或氢；R为C1～C6的烷基；和/或
所述环氧单体选自甲基丙烯酸缩水甘油醚和/或烯丙基缩水甘油醚；和/或
所述聚合物乳液的粒径为100～1000nm。
6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，
其中，在式(I)中，R1为甲基或氢；R为甲基、乙基和丁基；和/或
所述聚合物乳液的粒径为200～500nm。
7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，
所述取代的丙烯酰胺为由疏水基团取代的取代丙烯酰胺，所述取代的丙烯酰胺如式(II)所示：
其中，在式(II)中，R2和R3各自独立地为疏水基团或氢；
和/或
所述两亲性大分子单体如式(III)所示：
其中，在式(III)中，R4为C1～C5的烷基；R5为C1～C5的烷基或氢；n为5～250；
和/或
所述交联剂选自含有两个或多个不饱和双键的水溶性化合物；和/或
所述微凝胶悬浮液的粒径为50～1500nm。
8.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于，
在式(II)中，R2和R3各自独立地为C1～C6的烷基或氢，其中，R2和R3不同时为氢；
和/或
在式(III)中，R4为C1～C3的烷基；R5为C1～C3的烷基或氢；n为10～200；
和/或
所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯和二烯丙基胺中的一种或几种；和/或
所述微凝胶悬浮液的粒径为100～1000nm。
9.根据权利要求8所述的组合物，其特征在于，
在式(II)中，R2和R3各自独立地为甲基、乙基、异丙基或氢，其中，R2和R3不同时为氢；
和/或
在式(III)中，R4为甲基；R5为甲基或氢；n为20～150；
和/或
所述交联剂选自N,N-亚甲基双丙烯酰胺和/或二甲基丙烯酸乙二醇酯；和/或
所述微凝胶悬浮液的粒径为150～800nm。
10.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于，所述两亲性大分子单体为甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和/或甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯。
11.根据权利要求10所述的组合物，其特征在于，所述两亲性大分子单体为甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述固化剂包括脂肪族胺类固化剂和芳香族胺类固化剂。
13.根据权利要求12所述的组合物，其中，所述固化剂选自苯胺、二亚乙基三胺、聚乙烯亚胺、乙烯基胺、氨乙基哌嗪、间苯二胺、聚醚胺和二氨基二苯基甲烷中的一种或几种。
14.根据权利要求13所述的组合物，其中，所述固化剂选自二亚乙基三胺和/或聚乙烯亚胺中的一种或几种。
15.根据权利要求1至14之一所述的组合物，其特征在于，
所述第一组分如下制备：
步骤1-1、将水加入第一反应器中，通保护性气体排氧；
步骤1-2、将丙烯酸类单体和环氧单体加入第一反应器中，升温并搅拌；
步骤1-3、配制引发剂的水溶液，并将其加入第一反应器，搅拌，反应结束后冷却，得到聚合物乳液，即第一组分；
和/或
所述第二组分如下制备：
步骤2-1、将水加入第二反应器中，通保护性气体排氧；
步骤2-2、将取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂和环氧单体加入第二反应器中，升温并搅拌；
步骤2-3、配制引发剂的水溶液，并将其加入第二反应器，搅拌，反应结束后冷却，得到微凝胶悬浮液，即第二组分。
16.根据权利要求15所述的组合物，其特征在于，
在第一组分的制备中，水、丙烯酸类单体、环氧单体和引发剂的重量比为100：(2～50)：(0.1～1)：(0.1～2)；和/或
在第二组分的制备中，水、取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂、环氧单体和引发剂的重量比为100：(0.1～2)：(0.05～2)：(0.001～0.04)：(0.05～0.4)：(0.05～0.3)。
17.根据权利要求16所述的组合物，其特征在于，
在第一组分的制备中，水、丙烯酸类单体、环氧单体和引发剂的重量比为100：(2～30)：(0.1～0.5)：(0.1～1.5)；和/或
在第二组分的制备中，水、取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂、环氧单体和引发剂的重量比为100：(0.2～1)：(0.1～1)：(0.005～0.02)：(0.1～0.3)：(0.08～0.2)。
18.根据权利要求17所述的组合物，其特征在于，
在第一组分的制备中，水、丙烯酸类单体、环氧单体和引发剂的重量比为100：(2～20)：(0.1～0.3)：(0.1～1)；和/或
在第二组分的制备中，水、取代的丙烯酰胺、两亲性大分子单体、交联剂、环氧单体和引发剂的重量比为100：(0.5～0.8)：(0.3～0.6)：(0.01～0.015)：(0.15～0.2)：(0.1～0.15)。
19.根据权利要求15所述的组合物，其特征在于，
在步骤1-1中，所述保护性气体选自氮气、氦气、氖气和氩气中的一种或几种；和/或
在步骤1-2中，升温至50～90℃；和/或
在步骤1-3中，所述引发剂为水溶性引发剂；和/或
在步骤1-3中，所述引发剂的水溶液的质量浓度为1～3％；和/或
在步骤1-3中，搅拌8～22h；和/或
步骤2-1中，所述保护性气体选自氮气、氦气、氖气和氩气中的一种或几种；和/或
在步骤2-2中，升温至45～110℃；和/或
在步骤2-2中，任选地，两亲性大分子单体在加入第二反应器之前进行预溶解；和/或
在步骤2-3中，所述引发剂为水溶性引发剂；和/或
在步骤2-3中，所述引发剂的水溶液的质量浓度为0.1～0.5％；和/或
在步骤2-3中，搅拌12～48h。
20.根据权利要求19所述的组合物，其特征在于，
在步骤1-1中，所述保护性气体为氮气；和/或
在步骤1-2中，升温至60～80℃；和/或
在步骤1-3中，所述引发剂为阳离子型水溶性引发剂；和/或
在步骤1-3中，所述引发剂的水溶液的质量浓度为1.5～2.5％；和/或
在步骤1-3中，搅拌10～20h；和/或
步骤2-1中，所述保护性气体为氮气；和/或
在步骤2-2中，升温至45～100℃；和/或
在步骤2-3中，所述引发剂为阳离子型水溶性引发剂；和/或
在步骤2-3中，所述引发剂的水溶液的质量浓度为0.2～0.4％；和/或
在步骤2-3中，搅拌24～36h。
21.根据权利要求20所述的组合物，其特征在于，
在步骤1-2中，升温至70℃；和/或
在步骤1-3中，所述引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐和/或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐；和/或
在步骤1-3中，所述引发剂的水溶液的质量浓度为2％；和/或
在步骤1-3中，搅拌12～18h；和/或
在步骤2-2中，升温至45～90℃；和/或
在步骤2-3中，所述引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐和/或偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐；和/或
在步骤2-3中，所述引发剂的水溶液的质量浓度为0.3％；和/或
在步骤2-3中，搅拌24～36h。
22.权利要求1至21之一所述的组合物用于制备减阻防污涂层的用途。
23.一种减阻防污涂层，其由权利要求1-21中任一项所述组合物制得。
24.根据权利要求23所述的减阻防污涂层，通过包括如下步骤的方法制得：
步骤a、将第一组分与第二组分混合，搅拌，再加入第三组分，得到共混物；
步骤b、进行超声脱气，然后共混物涂覆在基底上；
步骤c、对涂覆后的基底进行加热，得到减阻防污涂层。
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