本发明涉及海洋涂料，尤其涉及一种自抛光海洋防污透明涂料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着海洋资源开发与利用的日益丰富，海洋探测设施或装备因表面污损导致的探测精准度下降以及信号传输失准失效等问题日益严重。目前，海洋防污涂料的制备主要通过防污树脂外加功能填料的方式，但这种制备方式会导致涂层的透明度降低，这严重制约了海洋防污涂料在水下航行器可视窗口、探测窗口以及水下摄像头等海洋设施中的应用。因此，需要提供一种海洋防污涂料，能够在保留高防污特性的同时，满足海洋探测设备如水下航行器的可视窗口、探测窗口、水下摄像头等的高透明度要求，从而保证窗口的可视性以及探测数据的准确性。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种自抛光海洋防污透明涂料及其制备方法和应用。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种自抛光海洋防污透明涂料的制备方法，包含如下步骤：
4、1)将丙烯酸酯基础单体、甲基丙烯酸酯基础单体、含羟基丙烯酸酯单体、丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酸硅烷酯单体混合，得到单体混合物；
5、2)在保护气体中，将第一部分单体混合物、第一部分引发剂、链转移剂和溶剂i混合，进行第一自由基聚合反应，得到第一反应溶液；
6、3)将第二部分单体混合物、第二部分引发剂和第一反应溶液混合，进行第二自由基聚合反应，得到第二反应溶液；
7、4)将第三部分引发剂和第二反应溶液混合，进行第三自由基聚合反应，得到丙烯酸预聚物；
8、5)在保护气体中，将丙烯酸预聚物、金属化合物、有机酸和溶剂ii混合，进行反应，得到含羟基的丙烯酸硅烷酯/丙烯酸金属盐树脂，记为组分a；
9、6)将组分a和交联剂混合，即得自抛光海洋防污透明涂料。
10、作为优选，所述丙烯酸酯基础单体包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八烷基酯中的一种或几种；
11、甲基丙烯酸酯基础单体包含甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸十八烷基酯中的一种或几种；
12、含羟基丙烯酸酯单体包含丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、4-丙烯酸羟丁酯、n-羟甲基丙烯酰胺和n-羟乙基丙烯酰胺中的一种或几种；
13、丙烯酸硅烷酯单体包含丙烯酸三异丙基硅酯和/或甲基丙烯酸三异丙基硅酯；
14、引发剂包含偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过硫酸铵和过硫酸钾中的一种或几种；
15、链转移剂包含正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、四氯化碳、二硫酯和碘仿中的一种或几种；
16、溶剂i和溶剂ii独立的包含甲苯、二甲苯、正丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯、环己酮和甲基异丁基酮中的一种或几种；
17、金属化合物包含氧化锌、氧化铜、氧化镁、氧化钙、氢氧化锌、氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化镁和氢氧化钙中的一种或几种；
18、有机酸包含苯甲酸、环烷酸、硬脂酸、月桂酸、乙酸、丙酸、丁酸、松香酸、脯氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、二聚松香酸、歧化松香酸、水杨酸、糠酸和对氯苯甲酸中的一种或几种；
19、交联剂包含正硅酸四乙酯、多异氰酸酯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
20、作为优选，所述丙烯酸酯基础单体、甲基丙烯酸酯基础单体、含羟基丙烯酸酯单体、丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酸硅烷酯单体的摩尔比为20～100：0～40：5～50：10～40：5～40：2～10；
21、所述第一部分单体混合物的质量为单体混合物总质量的10～30％，第一部分引发剂、第二部分引发剂和第三部分引发剂的总质量为单体混合物总质量的0.8～3.2％，第一部分引发剂、第二部分引发剂和第三部分引发剂的质量比为10～30：40～70：15～30；
22、单体混合物、链转移剂和溶剂i的质量比为100：0.3～2：75～150。
23、作为优选，步骤2)所述第一自由基聚合反应的温度为75～110℃，第一自由基聚合反应的时间为15～45min；步骤3)所述第二自由基聚合反应的温度为80～110℃，第二自由基聚合反应的时间为30～60min；步骤4)所述第三自由基聚合反应的温度为80～110℃，第三自由基聚合反应的时间为2.5～3.5h。
24、作为优选，步骤5)所述反应的温度为75～110℃，反应的时间为3～10h；所述保护气体独立的包含氮气、氩气、氦气或氖气。
25、作为优选，步骤5)所述金属化合物和有机酸的摩尔比为0.5～1：1，金属化合物和有机酸的总摩尔与丙烯酸和甲基丙烯酸的总摩尔之比为1～2：1，金属化合物和有机酸的总质量与溶剂ii的质量比为1：1～2。
26、作为优选，步骤6)还包含溶剂iii，组分a、交联剂和溶剂iii的质量比为30：0.5～5：0～10；所述溶剂iii包含甲苯、二甲苯、正丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯、环己酮和甲基异丁基酮中的一种或几种。
27、本发明还提供了所述的制备方法制备得到的自抛光海洋防污透明涂料。
28、本发明还提供了所述的自抛光海洋防污透明涂料在海洋探测设备中的应用，将自抛光海洋防污透明涂料进行涂覆后固化。
29、作为优选，所述涂覆的厚度为200～800μm，所述固化的温度为20～30℃，固化的时间为20～28h。
30、本发明的有益效果：
31、本发明将丙烯酸酯基础单体、含羟基丙烯酸酯单体和丙烯酸硅烷酯单体等进行自由基聚合反应，制备了具有线性结构且含羟基的丙烯酸硅烷酯/丙烯酸金属盐树脂，在交联剂的作用下形成自抛光海洋防污透明涂料，涂覆在基材表面，固化形成了具有三维网络结构的自抛光海洋防污透明涂层，具有较好的硬度、疏水性能和自抛光性能，且在400～800nm波段具有超过80％的透过率，能够满足多种水下设备的使用需求；将本发明的自抛光海洋防污透明涂料用于水下设备的防护，同时避免了机械打磨、擦除等防污技术对设备的伤害。
1.一种自抛光海洋防污透明涂料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯基础单体包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八烷基酯中的一种或几种；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯基础单体、甲基丙烯酸酯基础单体、含羟基丙烯酸酯单体、丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酸硅烷酯单体的摩尔比为20～100：0～40：5～50：10～40：5～40：2～10；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述第一自由基聚合反应的温度为75～110℃，第一自由基聚合反应的时间为15～45min；步骤3)所述第二自由基聚合反应的温度为80～110℃，第二自由基聚合反应的时间为30～60min；步骤4)所述第三自由基聚合反应的温度为80～110℃，第三自由基聚合反应的时间为2.5～3.5h。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤5)所述反应的温度为75～110℃，反应的时间为3～10h；所述保护气体独立的包含氮气、氩气、氦气或氖气。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤5)所述金属化合物和有机酸的摩尔比为0.5～1：1，金属化合物和有机酸的总摩尔与丙烯酸和甲基丙烯酸的总摩尔之比为1～2：1，金属化合物和有机酸的总质量与溶剂ii的质量比为1：1～2。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤6)还包含溶剂iii，组分a、交联剂和溶剂iii的质量比为30：0.5～5：0～10；所述溶剂iii包含甲苯、二甲苯、正丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯、环己酮和甲基异丁基酮中的一种或几种。
8.权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到的自抛光海洋防污透明涂料。
9.权利要求8所述的自抛光海洋防污透明涂料在海洋探测设备中的应用，其特征在于，将自抛光海洋防污透明涂料进行涂覆后固化。
10.根据权利要求9所述的自抛光海洋防污透明涂料在海洋探测设备中的应用，其特征在于，所述涂覆的厚度为200～800μm，所述固化的温度为20～30℃，固化的时间为20～28h。
