本发明属于海洋工程防污涂料制备技术领域，具体涉及一种透明防污膜制备方法，用于海洋环境中海洋生物的污损防护，实现对海洋光学仪器的探测镜头、光源和海底视窗等部位的污损防护作用。
背景技术：
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水下原位监测光学仪器在海洋环境中使用时，其光学传感器和照明系统的光学窗口极易在短时间内被生物膜覆盖，海洋生物就会聚集在生物膜上形成宏观生物群落，造成严重的生物污损，导致光学仪器的测量精度下降，甚至造成光学仪器的失灵，开发针对水下光学仪器窗口的透明防污膜，保证水下光学仪器的使用效果，提高透明防污膜的防污期效对于海洋探索和监测具有重要的意义。
目前，水下仪器光学窗口的污损防防护主要采用刮刀式机械防除污损系统、铜罩防除污损和电解海水制氯防除污损三种方式，其中：刮刀式机械防除污损系统需动力装置为其提供动力，成本较高，消除污损生物的效果不明显；铜罩防除污损对光学仪器的光路造成影响，导致测量精度不符合要求；电解制氯防除污损会腐蚀光学仪器窗口，破坏光学仪器，影响透光率，不能保证测量精度；因此，研发一种保证测量精度和防污期效长的透明防污膜制备方法，实现对水下光学仪器的污损防护作用，有着广阔的发展前景和应用价值。
一种透明防污膜及其制备方法涉及的酚酰胺防污剂是我所研发人员于2015年自主研发的中国专利(201510934485.6)：一种苯环带甲氧基的酚酰胺类防污剂及其制备方法所制备的，苯环带甲氧基的酚酰胺类防污剂的分子结构由苯环、酚羟基、甲氧基、酰胺基和烷基链R组成，苯环上酚羟基和酰胺基为邻位关系，甲氧基在苯环3、4、5、6号位的任意一个位置，R基团在氨基N位置，以C-N键连接，酚酰胺类防污剂能够对典型污损生物进行长期而有效的抑制，对微生物类污损生物硅藻的半数抑制浓度为2μg/ml，并随浓度的增加抑制率逐渐增大，对动物类污损生物藤壶幼虫的半数抑制浓度为0.5μg/ml，对植物类污损生物石莼孢子附着的半数抑制浓度为1μg/ml，酚酰胺类防污剂是依据天然植物提取物(丹皮酚)结构基础上进行优化而得到的一种高效生物防污剂，其微溶于水，质量百分比浓度低于1ppm时对大部分污损生物附着具有明显的抑制作用，实海静态挂板实验证明的防污期效至少为3年。
技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发一种保证测量精度和防污期效长的透明防污膜制备方法，利用聚乙烯醇多羟基的特点与酚酰胺防污剂和水滑石通过氢键作用制备透明防污膜，对海洋光学仪器的光学窗口、光源和海底视窗等部件进行有效地污损防护，实现对水下光学仪器的污损防护作用。
为了实现上述目的，本发明涉及的透明防污膜制备方法的工艺过程为：在常温常压条件下，将0.001-0.5g的水滑石纳米片分散在9-10g蒸馏水中超声30min得到水滑石水溶液，再将0.1-0.8g聚乙烯醇加入到水滑石水溶液中进行加热并加热到80-90℃，直至聚乙烯醇溶解形成混合溶液，静置混合溶液待其自然冷却后超声30min进行分散，然后向混合溶液中加入体积为200μL，浓度为1×10-4-1×10-2mol/L的酚酰胺防污剂后超声30min进行分散得到防污混合溶液，采用旋转涂膜方法或涂覆方法把防污混合溶液涂覆在石英表面，常温常压下干燥24h后，石英表面的防污混合溶液形成透明防污膜，实现透明防污膜的制备。
本发明涉及的水滑石纳米片的直径为30-2000nm，厚度为30-200nm。
本发明涉及的透明防污膜制备方法的原理是水滑石纳米片与聚乙烯醇通过氢键交联，聚乙烯醇与酚酰胺通过氢键结合，增强了透明防污膜的机械强度，降低了透明防污膜在海水的溶解速度，延长了透明防污膜的防污期效。
本发明制备的透明防污膜的主要成分包括水滑石、聚乙烯醇和酚酰胺防污剂，其质量百分比浓度分别为0.01-5％、1-8％和5×10-5-1×10-3％。
本发明与现有技术相比，水滑石纳米片与聚乙烯醇通过聚乙烯醇的氢键交联，聚乙烯醇与酚酰胺防污剂通过聚乙烯醇的氢键结合，水滑石纳米片能够起到增强机械强度和降低溶解速率的作用，增强了透明防污膜的机械强度，降低了透明防污膜在海水的溶解速度，延长了透明防污膜的防污期效，提高了透明防污膜的利用率；其分子结构和制备过程简单，工艺科学可靠，原料成本低廉易得，透光率高，可规模化生产，防污活性好效果明显，应用环境友好，在海洋防污领域具有重要的应用前景。
具体实施方式：
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
本实施例涉及的透明防污膜制备方法的工艺过程为：在常温常压条件下，将0.05g的水滑石纳米片分散在9.8g蒸馏水中超声30min得到水滑石水溶液，再将0.2g聚乙烯醇加入到水滑石水溶液中进行加热并加热到80℃，直至聚乙烯醇溶解形成混合溶液，静置混合溶液待其自然冷却后超声30min进行分散，然后向混合溶液中加入体积为200μL、浓度为2×10-3mol/L的酚酰胺乙醇溶液后超声30min进行分散得到防污溶液，采用旋转涂膜方法把防污溶液涂覆在石英表面，常温常压下干燥24h后，石英表面的防污溶液形成透明防污膜，实现透明防污膜的制备。
本实施例涉及的水滑石纳米片的直径为2000nm，厚度为200nm。
本实施例制备的透明防污膜的主要成分包括水滑石、聚乙烯醇和酚酰胺，其质量百分比浓度分别为0.5％、2％和0.001％。
实施例2：
本实施例涉及的透明防污膜制备方法的工艺过程为：在常温常压条件下，将0.01g的水滑石纳米片分散在9.7g蒸馏水中超声30min得到水滑石水溶液，再将0.3g聚乙烯醇加入到水滑石水溶液中进行加热并加热到90℃，直至聚乙烯醇溶解形成混合溶液，静置混合溶液待其自然冷却后超声30min进行分散，然后向混合溶液中加入体积为200μL、浓度为1×10-3mol/L的酚酰胺乙醇溶液后超声30min进行分散得到防污溶液，采用涂覆方法把防污溶液涂覆在石英表面，常温常压下干燥24h后，石英表面的防污溶液形成透明防污膜，实现透明防污膜的制备。
本实施例涉及的水滑石纳米片的直径为1000nm，厚度为150nm。
本实施例制备的透明防污膜的主要成分包括水滑石、聚乙烯醇和酚酰胺，其质量百分比浓度分别为0.1％、3％和5×10-4％。