CN1446860A - 低水中摩擦阻力涂层及降低水中基材上摩擦力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种水中的低摩擦阻力涂层，其能够降低船舶或管路上与流体例如水可能发生摩擦部分的摩擦阻力。本发明涉及水中的低摩擦阻力涂层，其表面的水接触角为0－40°。

Description

低水中摩擦阻力涂层及降低水中基材上摩擦力的方法
技术领域
本发明涉及能降低水性液体中摩擦力的低水中摩擦阻力涂层，包括使用所述涂层降低水中摩擦力的方法。
背景技术
涂层(涂层膜)来自涂料组合物，例如，向施加它的基材提供新性能，如亲水性和抗污性(污垢热阻)，并影响，特别是基材，表面的功用。
对船舶或管路上与水性液体间产生摩擦力的部分进行涂层，这种处理的优点在于，从降低航海的燃料成本和能源需求，或者从增加液体输送的效率角度考虑，使用能获得减弱液体摩擦阻力膜的涂料是有利的。
为了降低所述摩擦阻力，日本公开特许公报平-11-29725公开了一种涂料组合物，该组合物包含一种合成聚合物，例如丙烯酸树脂并经历给定范围内的膜厚度变化，并且日本公开特许公报平-11-29747公开了一种涂料用树脂组合物，其包含具有给定分子结构的含聚环氧乙烷链的聚合物。然而，这些组合物降低摩擦阻力的性能不够令人满意。
日本公开特许公报2001-98007描述了一种有关亲水性成形制品的技术，该成形制品由亲水表面层形成；日本公开特许公报平-11-256077描述了一种防污涂料用树脂，其包括烯丙胺树脂；以及日本公开特许公报平-10-259347描述了一种基于壳多糖/脱乙酰壳多糖的防污涂料组合物。
然而，这些技术中没有一种主要涉及减少摩擦阻力，而且实际上没有有关减弱摩擦阻力的公开内容。
发明内容
在以上有关本领域的描述中，本发明设定的目标是，提供一种低水中摩擦阻力的涂层，其能够减少船舶和管路与流体例如水可能发生摩擦部分的摩擦阻力。
本发明涉及一种低水中摩擦阻力涂层，其表面的水接触角为0-40°。
该涂层优选具有不超过40μm的表面粗糙度。
本发明进一步涉及一种降低水中基材上摩擦力的方法，其中在该基材表面上构造一种涂层，该涂层具有水接触角为0-40°的表面。
用此减少水中基材上摩擦力的方法获得的涂层，具有粗糙度不超过40μm的表面。
现在详细描述本发明。
本发明的涂层施加到基材制品的表面，而且具体地，由涂料组合物形成。
本发明的涂层主要由聚合物组成。由于本发明的涂层表面的水接触角应当在0-40°的范围内，所以构成涂层的树脂优选为高亲水性的树脂。因此，优选分子中具有亲水基团的聚合物。作为更优选的实例，可提及一种组合物，其包含一种树脂(合成或天然树脂，或多糖)，该树脂具有一种或多种这样的亲水基团，例如聚环氧乙烷、羟基、羧基、氨基和含磷基团，以及与其混合的硅酸烷基酯。
在这些合成树脂中，侧链中具有聚环氧乙烷基团的树脂包括，得自可聚合单体的聚合物，这些单体具有聚环氧乙烷侧链，例如聚环氧乙烷(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸聚(氧乙烯)酯等等。所述聚合物优选含这种单体单元的量为全部单体的5重量％-98重量％。所述范围的上限优选为95重量％，所述范围的下限优选为10重量％。
所述聚环氧乙烷基团的单体聚合度优选在2-40的范围内。如果该聚合度太低，涂层的水接触角几乎不能被控制在40°以内。如果该聚合度太高，则聚合物的溶液粘度会被增加到影响涂层操作的地步，而且也可能发生结晶造成的裂膜问题。
所述侧链中具有聚环氧乙烷基团的树脂，优选无聚环氧乙烷基团的单体组分的含量在10重量％-95重量％的范围内。所述范围的下限优选为15重量％，而所述范围的上限优选为90重量％。
所述无聚环氧乙烷基团的单体组分没有特别的限制，只要其含不饱和的双键，因此其尤其包括：烯属不饱和羧酸单体，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸等；烯属不饱和羧酸烷基酯单体，例如丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯等；烯属不饱和二羧酸单酯单体，例如马来酸乙酯、马来酸丁酯、衣康酸乙酯、衣康酸丁酯等；含羟基的烯属不饱和羧酸烷基酯单体，例如丙烯酸2-羟乙基酯、丙烯酸2-羟丙基酯、丙烯酸4-羟丁基酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸2-羟丙基酯、甲基丙烯酸4-羟丁基酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯与ε-己内酯的反应产物等；烯属不饱和羧酸氨烷基酯单体，例如丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙基酯、丙烯酸丁基氨基乙基酯等；烯属不饱和羧酸氨基烷基酰胺单体，例如氨基乙基丙烯酰胺、二甲基氨基甲基甲基丙烯酰胺、甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺等；其它含酰胺基的烯属不饱和羧酸单体，例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、甲氧基丁基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺等；不饱和脂肪酸缩水甘油酯单体，例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等；丙烯腈单体，例如(甲基)丙烯腈、α-氯代丙烯腈等；饱和脂族羧酸乙烯基酯单体，例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等；以及苯乙烯类单体，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等等。
侧链中所述氨基为-NH2的树脂可具有经与含醛基化合物反应而以甲亚胺基形式偶合到该侧链的醛，或者可具有通过Michael反应加成到该侧链上的含不饱和基化合物。所述甲亚胺基作为侧链由醛基与一级氨基反应形成。通过提供带这种甲亚胺基的树脂，能降低树脂的水溶性。而且，由于甲亚胺基在弱碱环境例如海水中被水解，从而逐渐使该树脂可溶，并且所释放的醛化合物呈现抗污活性，防止了水生生物的附着，该树脂产生了一种防污垢性能优异的涂层。
上述含醛基化合物包括：芳香醛，例如苯甲醛、对-正-己基苯甲醛、对-辛基苯甲醛、对-油烯基苯甲醛、香草醛、胡椒醛、肉桂醛等；和含6个或更多个碳原子的饱和或不饱和脂族醛，例如正己醛、辛醛、癸醛、月桂醛、硬酯醛、油醛等。其中特别优选苯甲醛和月桂醛。可通过Michael反应加成的化合物不仅包括上述做单体组分的不含聚环氧乙烷基的化合物，而且包括肉桂酸衍生物和改性产物。
上述合成树脂能通过公知技术制造，例如通过溶液聚合反应、乳液聚合反应、悬浮聚合反应、NAD聚合反应或本体聚合反应制造。在进行这些聚合反应时，在需要的场合可使用公知的引发剂和乳化剂。
优选以上合成树脂的数均分子量不小于2000。如果小于2000，则树脂会缺乏成膜性。更优选的下限为5000。
当需要时，可向所述合成树脂中审慎地引入交联性官能团，并且通过使用适于具体官能团的交联剂，固化时能获得高耐久性的三维交联涂层。可如上使用的交联剂尤其包括，二异氰酸酯化合物、环氧化合物、碳化二亚胺化合物和醛化合物。
可作为交联剂使用的二异氰酸酯化合物没有特别的限定，只要它是分子中具有至少两个异氰基的化合物。
可作为交联剂使用的环氧化合物包括：缩水甘油醚化合物。以上刚刚提到的(二)缩水甘油醚化合物非限定地包括：三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、新戊基甘油二缩甘油醚、甘油二缩甘油醚、甘油三缩甘油醚、甘油多缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚以及山梨醇多缩水甘油醚。
对于合成树脂的交联剂而言，所述交联剂优选按照相对100重量％树脂为0.1重量％-200重量％的比例配制。如果配制的浓度水平少于0.1重量％，交联的程度倾向于不够。如果超过200重量％，凝胶时间趋于很短，以至于涂层作业可能受到干扰。优选的范围为0.5-150重量％。
侧链中具有氨基的树脂不受特别的限制，只要该树脂出自含氨基可聚合不饱和单体的聚合反应即可，因此，尤其包括聚烯丙胺和聚乙烯胺。
将含醛基化合物偶合到所述侧链上的方法不受特别限制地包括，特别是，包括在水中或有机溶剂中溶解侧链带氨基的树脂，向所得溶液中滴加苯甲醛，以及使反应在50-70℃的反应温度进行的方法。
所述甲亚胺基形式的侧链优选在每100克树脂中包含0.01-1.5摩尔的比例。如果其少于0.01摩尔/100克，以涂层形式释放的醛的量会如此之小，以至于不足以表达出上述引入次甲基的效果。超过1.5摩尔/100克是不理想的，因为树脂的成膜性会受到不利的影响。
可用作本发明所述多糖的具体多糖不受特别限定地包括：特别是，藻酸、脱乙酰壳多糖、淀粉、支链淀粉、阿拉伯树胶、K-卡拉胶、琼脂、黄原酸胶、瓜耳胶、茄替胶、果胶、豆角胶、以及纤维素衍生物，例如醋酸纤维素、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、羟丙基纤维素等等。这些多糖可独立地或者两种或更多种结合地使用。建议使用数均分子量为5000到1000000的多糖。如果分子量小于5000，成膜性趋于变劣。如果分子量超过1000000，分散性趋于受到不利影响，或者涂层粘度趋于大大增加，以至于不利地影响涂层的可加工性和/或涂层的物理性能。
以上多糖可能已经交联。多糖的交联方法包括，特别是，用酯连接架桥、与二异氰酸酯、环氧化合物或多官能醛化合物交联，以及聚离子络合。
涉及形成所述酯连接的技术不仅包括酯连接的化学方法，而且包括例如，利用酯酶等的酶促反应的逆反应的方法。考虑到涂层性能例如膜强度，优选酯连接的化学方法。
进一步涉及多糖交联，通常交联剂优选地按照每100重量％多糖0.1重量％-30重量％的比例配制。如果配制的浓度水平小于0.1重量％，交联趋于不足。如果超过30重量％，则凝胶时间趋于如此之短，以至于涂层作业变得困难。所述多糖的比例范围优选的下限为0.5重量％，且优选的上限为20重量％。
当多糖带有-NH2基时，例如带脱乙酰壳多糖的情形，它可与所述的含醛基化合物反应，以便使醛以甲亚胺基的形式连接，或者通过Michael反应改性。所述甲亚胺基为由-NH2基与醛基反应形成。通过提供带这种甲亚胺基的树脂，能降低树脂的水溶性。而且由于甲亚胺基在弱碱例如海水环境中被水解，逐渐使该树脂可溶，并且所释放的醛化合物呈现抗污活性，防止了水生生物的附着，该树脂产生了一种防污垢性能优异的涂层。含醛基化合物不受特别的限制地包括前述的各化合物。
所述树脂组合物中使用的丙烯酸树脂包含一种丙烯酸树脂，和(与其混合的)一种烷基硅酸酯，其不受特别限制地可为例如，通过主要由丙烯酸单体组成的可聚合单体材料制备的树脂，该丙烯酸单体例如为：(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁基酯等等。该丙烯酸树脂可为由所述丙烯酸单体外加一种或多种可聚合单体制备的共聚物。
用于和所述丙烯酸树脂结合的烷基硅酸酯是一种由以下通式1表示的化合物，包括其缩合产物。
[式1]
其中R基团相同或者不同，而且每个代表1-10个碳原子的烷基；n代表1-20的整数。因此，可提到：例如，硅酸四甲基酯、硅酸四乙基酯、硅酸四正丙基酯、和硅酸四异丙基酯。缩合产物包括通过在水解条件下缩合这类烷基硅酸酯获得的化合物。如果用到该缩合物，优选缩合度为2-20。如果缩合度超过20，该缩合物趋于产生妨碍操作的粘度。
作为上述烷基硅酸酯，尤其可使用，商业产品例如MKC硅酸酯MS-51(R＝甲基，n的均值＝5)，和MKC硅酸酯MS-56(R＝甲基，n的均值＝10)(两产品均由三菱化学公司出品)；乙基硅酸酯40(R＝乙基，n的均值＝5)和硅酸乙酯48(R＝乙基，n的均值＝10)(两产品均由Colcoat有限公司出品)。
这些烷基硅酸酯可各自独立或者两种或多种结合使用。而且，还能够使用，例如含所述树脂与聚环氧乙烷或聚乙二醇共混物的树脂组合物。这种情况下，可将所述树脂与聚环氧乙烷或聚乙二醇事先混溶，然后，将交联剂添加到该溶液中，以便获得三维结构。用于此目的的聚环氧乙烷或聚乙二醇的分子量优选不少于20000。如果少于20000，其溶于水，从而必需的性能将不能保持足够长的时间。基于100重量％的所述树脂，聚环氧乙烷或聚乙二醇的混合比为2重量％-100重量％。如果少于2重量％，添加的效果会不足。如果超过100重量％，会丧失成膜性能，从而不能指望长期保持性能。
用于构成本发明涂层的涂料组合物优选配制为：以15-100重量％的比例包含所述聚合物组分。上述树脂可单独使用或者两种或多种结合使用。在所述树脂组合物将被交联的情况下，可以使用其中交联树脂配制在涂料组合物中的方法，或者使用其中交联剂配制在涂料组合物中并在成膜阶段进行固化反应的方法。非必要地，可结合使用这两种方法。
在以上涂料组合物中，可配制颜料。但是，由于配制颜料倾向于增加表面粗糙度，颜料配制量应当被限定在特定范围内，在该范围内，以下将描述的表面粗糙度可维持在40μm或更低。
在含所述聚合物的涂料组合物中，有必要时，可合并已知的添加剂，例如增塑剂、增稠剂、流变性改良剂、填料、分散剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、防冻剂、抗藻剂、防腐剂、消泡剂等，并且如果需要，还可以配制松香、氢化松香、其酯，氯化石蜡、聚乙烯醚和多元酸，例如邻苯二甲酸、富马酸、马来酸、磷酸等的酯。
取决于目的用途，涂料组合物可含有一种防污垢剂。所获得的涂层与水性液体接触地布置时，所配入的防污垢剂渐渐溶出到涂层的表面，使其呈现抗污垢的效果。上述水性液体是指含水的液体。
上述防污垢剂不受特别限制地包括：常规用作防污垢剂的物质。因此可提到，例如，甲基硫代氨基甲酸锌、2-甲硫基-4-叔丁基-6-环丙氨基-s-三嗪、2，4，5，6-四氯代间苯二氰、N，N’-二甲基二氯苯脲、硫氢化铜、氧化亚铜、4，5-二氯-2-正辛基-3-(2H)异噻唑啉、N-(氟二氯甲基硫代)苯邻二甲酰亚胺、N，N’-二甲基-N’-苯基-(N-氟二氯甲基硫代)磺酰胺、吡啶-三苯基硼烷、月桂胺-三苯基硼烷、锌2-吡啶硫醇-1-氧化物、铜2-吡啶硫醇-1-氧化物、2，4，5，6-四氯代-4-(甲磺酰基)吡啶、3-碘代-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯、二碘代甲基-对-甲苯基砜等。它们可单独使用或者两种或多种结合使用。
将所述防污垢剂结合到本发明的涂料组合物中，在这种情况下，其比例相对于全部聚合物100重量份优选为5-120重量份，尽管其比例可能随不同用途变化。如果其比例少于5重量份，可能不足以表现出添加防污垢剂所附加的防污垢效果。如果其比例超过120重量份，可能不能获得足够的成膜效果，开裂和其它缺陷反而趋于发生。
本发明涂层的水接触角必须处于0°-40°的范围内。接触角是包括液体本体的、介于液体表面从液体接触点画出的正切线，固体、和气体或蒸汽相表面之间的夹角。当接触角超过40°时，降低摩擦力不足，以至于不能实现本发明的目的。当接触角超过30°时，降低摩擦力的效果不稳定，以至于根据使用条件和设计的应用，不能获得足够的摩擦力降低。为了保证稳定的摩擦力降低效果，优选接触角不大于20°。更优选接触角不大于15°。
本发明的涂层的表面粗糙度优选不超过40μm。在本说明书中用到时，术语“表面粗糙度”是指用非接触激光束表面粗糙度仪测得的粗糙度。当此表面粗糙度超过40μm时，不能足够地降低与水的摩擦力。更优选的表面粗糙度不大于30μm，而且再更优选的表面粗糙度不大于25μm。
通过用上述涂料组合物涂敷基材表面并干燥该涂敷物构造本发明的涂层。这样构造的涂层的干燥厚度能根据目的用途审慎地选择，可例如为50-500μm。涂层的表面粗糙度受到基材表面条件的影响，而且当大表面粗糙度的基材被涂层时，需要增加涂层的厚度，以便将涂层膜表面的粗糙度控制在40μm或更低。
例如涂层制品在水中移动时，与水性液体发生摩擦，这种情况下，本发明涂层的表面显示降低的摩擦阻力。通过减少摩擦阻力，移动水性液体中涂层制品所要求的能量能够得到减小。
对准备施加本发明涂层的基材没有特别的限定，但是本发明能够有利地应用到暴露于水性液体例如水中的基体表面，例如管路系统和其它结构。所述的管路系统是管道、冷却管和生产车间及发电厂的引水管、空调的制冷剂管道等等。通常，将涂层膜作在这些管路系统的内壁上。上述其它结构包括，特别是，船底和近海建造物。
用涂料组合物构造涂层的情况下，可用的涂层方法不受特别限制地包括迄今已知的各种技术：例如喷涂、使用辊涂机的辊涂、刷涂和浸涂。涂层的干燥方法不受特别的限制，但在典型的情况下，使涂层制品搁置在室温中1小时到10天。如果需要，可进行加热或能量射束照射。
这样构造的涂层仅降低表面的摩擦，使得水和涂层制品之间的阻力减弱。因此，当作为底涂层施加时，降低船体与水之间产生的阻力，且因此，航海的燃料成本减少。
另外，通过在管路和沟渠的暴露表面上形成涂层，能提高液体输送的效率。
本发明的涂层，如上述构成的，具有出色的水中降低摩擦效果，以至于它能降低船舶燃料成本和提高液体输送效率。
具体实施方式
实施例
以下实施例更详细地举例说明本发明，但不限定本发明的范围。应当注意到，用于以下描述时，除非另有说明，％意味着重量％。
树脂制备实施例1
向装备有氮气进气管和搅拌器的四颈烧瓶中装入45克二甲苯和50克甲基异丁基酮，并将该混合物于100℃加热。经30分钟向此溶液中逐滴加入：作为可聚合单体的20克甲基丙烯酸甲酯、15克甲基丙烯酸2-羟乙酯和65克甲基丙烯酸甲基聚(氧乙烯)酯(平均聚合度＝9)，以及作为引发剂的1.5g2-乙基己酸叔丁基酯与5g二甲苯的混合物。在完成逐滴添加之后，经30分钟逐滴添加0.3克2-乙基己酸叔丁基酯与5克二甲苯的混合物，并将该混合物进一步保温2小时，以便制备树脂溶液A。
树脂制备实施例2
重复树脂制备实施例1的程序，制备树脂溶液B，不同的是，用15克甲基丙烯酸甲酯、15克甲基丙烯酸2-羟乙基酯和70克甲基聚(氧乙烯)的甲基丙烯酸酯(平均聚合度＝24)作为聚合单体。
树脂制备实施例3
使用和树脂制备实施例1相同的设备，添加500克20％的聚烯丙胺水溶液、100克二甲基甲酰胺和20克月桂醛，将该混合物于80℃加热3小时，制备树脂溶液C。
树脂制备实施例4
使用和树脂制备实施例1相同的设备，添加500克20％的聚烯丙胺水溶液、100克二甲基甲酰胺和12克苯甲醛，将该混合物于80℃加热3小时，制备树脂溶液D。
树脂制备实施例5
使用和树脂制备实施例1相同的设备，添加500克10％的脱乙酰壳多糖水溶液、100克二甲基甲酰胺和8克月桂醛，将该混合物于80℃加热3小时，制备树脂溶液E。
树脂制备实施例6
使用和树脂制备实施例1相同的设备，添加500克10％的脱乙酰壳多糖水溶液、100克二甲基甲酰胺和7克丙烯酸月桂基酯，将该混合物于80℃加热4小时，制备树脂溶液F。
树脂制备实施例7
使用和树脂制备实施例1相同的设备，添加500克10％的脱乙酰壳多糖水溶液、100克二甲基甲酰胺和4克缩水甘油基苯基醚，将该混合物于80℃加热3小时，制备树脂溶液G。
树脂制备实施例8
使用和树脂制备实施例1相同的设备，添加500克5％的藻酸水溶液、100克二甲基甲酰胺、3克缩水甘油基苯基醚和0.5克二乙基氨基醇，将该混合物于80℃加热3小时，制备树脂溶液H。
树脂制备实施例9
向装备有氮气进气管和搅拌器的四颈烧瓶中装入50克二甲苯和40克正丁醇，并将该混合物加热到100℃。经3小时向此溶液中逐滴加入：作为可聚合单体的50克甲基丙烯酸甲酯、50克甲基丙烯酸2-羟乙酯的混合物，和，作为引发剂的1.5克2-乙基己酸叔丁基酯。在完成逐滴添加之后，经30分钟逐滴添加0.3克2-乙基己酸叔丁基酯与5克二甲苯的混合溶液，并将该混合物进一步保温2小时，以便制备树脂溶液I。
树脂制备实施例10
重复树脂制备实施例1的程序，制备树脂溶液J，不同的是，用75克甲基丙烯酸甲酯和25克甲基聚(氧乙烯)的甲基丙烯酸酯(平均聚合度＝9)作为聚合单体。
树脂制备实施例11
重复树脂制备实施例1的程序，制备树脂溶液K，不同的是，用35克甲基丙烯酸甲酯和65克甲基丙烯酸2-乙基己基酯作为聚合单体。
树脂制备实施例12
使用和树脂制备实施例1相同的设备，添加500克20％的聚烯丙胺水溶液、100克二甲基甲酰胺和48克甲基聚(氧乙烯)的丙烯酸酯(平均聚合度＝24)，将该混合物于80℃加热3小时，制备树脂溶液L。
树脂制备实施例13
使用和树脂制备实施例1相同的设备，添加550克10％的脱乙酰壳多糖水溶液、150克二甲基甲酰胺、0.5克氢氧化锂和10克甲基聚(氧乙烯)的丙烯酸酯(平均聚合度＝24)，并用不断移去的总计100cc的溶剂回流该体系3小时，制备树脂溶液M。
实施例1
将一百(100)克树脂溶液A、15克20％的1，6-己二异氰酸酯的二甲苯溶液、和1克二乙基氨基乙醇充分混合，并涂层到测试转鼓(氯乙烯树脂，直径300毫米，高300毫米)上。
实施例2
将一百(100)克树脂溶液B、15克20％的1，6-己二异氰酸酯的二甲苯溶液、和1克二乙基氨基乙醇充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例3
将一百(100)克树脂溶液C与10克5％的戊二醛水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例4
将一百(100)克树脂溶液D与12克5％的戊二醛水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例5
将一百(100)克树脂溶液E与7克5％的戊二醛水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例6
将一百(100)克树脂溶液F与7克5％的戊二醛水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例7
将一百(100)克树脂溶液G与9克5％的戊二醛水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例8
将一百(100)克树脂溶液H与4克50％的甘油二缩甘油醚(NagaseKasei Kogyo；Denacol EX-313)水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例9
将树脂溶液J涂层到试验转鼓上。
实施例10
将一百(100)克树脂溶液K与15克硅酸乙酯彻底共混，并将获得的分散体涂层到测试转鼓上。
实施例11
将一百(100)克树脂溶液H、35克10％的脱乙酰壳多糖水溶液、和4克5％的戊二醛水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例12
将一百(100)克树脂溶液D、70克5％的聚环氧乙烷(n＝5000)水溶液、和7克50％的甘油多缩甘油醚水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例13
将一百(100)克树脂溶液A、5克胶态氧化硅、10克二氧化钛和2克酞菁蓝共混，得到一种分散体，随后添加10克20％的1，6-己二异氰酸酯的二甲苯溶液和1克二乙基氨基乙醇，将其全部充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例14
将一百(100)克树脂溶液B、3克胶态氧化硅、10克二氧化钛和10克羟基吡啶硫酮锌共混，得到一种分散体，随后添加15克20％的1，6-己二异氰酸酯的二甲苯溶液和1克二乙基氨基乙醇，将其全部充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例15
将一百(100)克树脂溶液B、3克胶态氧化硅、10克二氧化钛和15克氧化亚铜共混，得到一种分散体，随后添加15克20％的1，6-己二异氰酸酯的二甲苯溶液和1克二乙基氨基乙醇，将其全部充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例16
充分混合一百(100)克10％脱乙酰壳多糖水溶液(添加了醋酸的)、15克5％戊二醛水溶液和75克5％聚乙二醇水溶液(n＝7000)，并涂层到测试转鼓上。
实施例17
将一百(100)克树脂溶液M和8克5％的戊二醛水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例18
将一百(100)克树脂溶液L和8克5％的戊二醛水溶液充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例19
向100克树脂溶液H中添加80克5％的聚环氧乙烷(n＝5000)水溶液和80克双(聚氧乙烯(n＝4)对苯二亚甲基)碳化二亚胺，然后整个充分混合，并涂层到测试转鼓上。
实施例20
将三十五(35)克10％的藻酸水溶液与10克5％的氨水溶液、12克5％聚乙二醇(n＝1000)水溶液、2克酞菁蓝、3克二氧化钛、2克羟基吡啶硫酮锌和3克嘧啶-三苯基硼烷共混。向此分散体中添加25克双(聚氧乙烯(n＝4)对苯二亚甲基)碳化二亚胺，然后整个充分混合，并涂层到测试转鼓上。
对比例1
用抛光(表面粗糙度为2μm)而镜面精加工的测试转鼓作为对比例1。
对比例2
用抛光的表面粗糙度为15μm的测试转鼓作为对比例2。
对比例3
用抛光的表面粗糙度为55μm的测试转鼓作为对比例3。
对比例4
将树脂溶液I涂层到一个测试转鼓上。
对比例5
将树脂溶液K涂层到一个测试转鼓上。
用每个实施例进行接触角、表面粗糙度和摩擦阻力测定。测定方法如下。
【接触角】
测量每个涂层的水接触角。该值越小，则该表面越容易被润湿。用Kyowa接触角测角仪(Kyowa科学出品)测量水接触角。
【表面粗糙度】
使用非接触式激光束表面粗糙度计测量，评价每种涂层的表面条件。
【摩擦阻力试验】
用以上准备方法制备的涂敷的测试转鼓分别被浸没在海水中7天，并使用装入海水(25±2℃)的回转鼓测试仪器，在300rpm、350rpm和400rpm每一个回转速度下，测量作用在转鼓转动轴上的扭矩。作为空白试验，还用经抛光进行镜面精加工(表面粗糙度为2μm)的测试转鼓(对比例3)，和用抛光的表面粗糙度为15μm的测试转鼓(对比例4)完成类似的测定。
实施例的测定数据列于表1，对比例的测定数据列于表2。
表1
                                                                                         实施例
    1   2   3     4 5  6  7     8   9     10   11   12   13   14     15   16   17     18 19   20
接触角(°)     5   0   0     0 0  0  0     0   40     10   0   10   15   12     22   0   0     0 0   0
表面粗糙度(μm)     12   10   12     8 7  9  11     9   7     10   9   11   20   28     32   9   7     8 8   18
摩擦阻力(300rpm)N.m     1.64   1.62   1.61     1.59 1.60  1.58  1.57     1.61   1.67     1.64   1.59   1.64   1.64   1.66     1.77   1.58   1.61     1.64 1.59   1.59
摩擦阻力(350rpm)     2.12   2.08   2.27     2.08  2.06  2.06  2.09     2.11   2.15     2.11   2.08   2.11   2.16   2.15     2.19   2.06   2.11     2.09 2.02   2.16
摩擦阻力(400rpm)     2.71   2.68   2.62     2.65  2.69  2.26  2.70     2.71   2.75     2.72   2.68   2.65   2.68   2.82     2.78   2.64   2.66     2.62 2.63   2.71
表2
                          对比例
    1     2     3     4     5
接触角(°)     -     -     -     58     65
表面粗糙度(μm)     2     9     55     11     9
摩擦阻力(300rpm)N.m     1.65     1.85     2.35     1.67     1.68
摩擦阻力(350rpm)     2.16     2.89     4.12     2.21     2.22
摩擦阻力(400rpm)     2.75     3.15     5.69     2.78     2.78
从表1和表2显而易见，和对比例1的镜面精加工的理想光滑表面(水接触角为55°)相比，水接触角不大于40°的表面总是得到更低的摩擦阻力值。与对比例1的测试转鼓相比，由相同材料制成的但是表面粗糙度和实施例的数量级相同的对比例2的测试转鼓，具有增加的摩擦阻力。这种现象也同时存在于对比例4和5中。

Claims (4)

1.一种水中的低摩擦阻力涂层，其表面的水接触角为0-40°。
2.如权利要求1的水中低摩擦阻力涂层，其中该涂层的表面粗糙度不超过40μm。
3.一种降低水中基材上摩擦力的方法，其中在所述基材表面构造一种涂层，该涂层具有水接触角为0-40°的表面。
4.如权利要求3的降低水中基材上摩擦力的方法，其中所述涂层的表面粗糙度不超过40μm。
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