仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的制备方法

本发明属于功能防污涂层，特别涉及一种仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的制备方法。

背景技术：

1、海洋生物污损会导致船舶燃油消耗和温室气体排放的增加，同时加速海洋装备表面的腐蚀，大大缩短使用寿命，使用防污涂料是目前防治海洋生物污损问题最有效和最经济的途径。传统的防污涂料是通过释放铜、锡、汞、铅等重金属来实现防污，这些防污剂的使用均会对海洋生态环境带来不利影响。目前，所使用的自抛光防污涂层由于表面自更新而具有较好的防污效果，但也都会加入防污剂，不符合环境保护的理念；另一方面，由润滑油注入多孔表面（slips）涂层近期引起了研究者的广泛关注，但是润滑剂的快速丢失导致涂层的防污效果不稳定，涂层使用寿命缩短。

2、因此，针对目前防污涂层的一些不足，设计一种不含防污剂、同时通过材料降解来控制润滑油释放的涂层，以实现环境友好的高效抗生物粘附的海洋防污涂层，是业内相关技术人员亟待解决的一项技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明受海洋生物表皮分泌粘液自清洁的启发，提出了一种仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的制备方法。基于酯基的可水解特性，该涂层可实现表面的自我更新，同时不断渗出润滑油欺骗生物识别，进一步降低生物的粘附。该涂层弥补了防污剂污染环境和润滑油快速丢失的一些难题。

2、仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的制备方法，包括如下步骤：

3、s1：将0.1～3g二氧化硅、1.2～25g润滑油和0.5～5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷（kh-550）分散于20～50ml有机溶剂中，室温下磁力搅拌10～15h，得到混合液a；

4、s2：将5～10g二元醇a（二元醇a不含酯基）和0.5～5g二元醇b（二元醇b含有酯基）加入四口烧瓶中，通入惰性气体保护，随后逐滴加入2～10g二异氰酸酯在机械搅拌下混合均匀，70ºc下回流反应2h，完成预聚，得到混合液b；

5、s3：将混合液b温度降至60ºc，加入0.2～2g扩链剂和混合液a制得混合液c，并滴入2~3滴二月桂酸二丁基锡（dbtdl），反应2h，得到混合液d；

6、s4：将混合液d温度降低至40ºc，加入0.15～1.5g三乙胺（tea），反应10min后加入50～100ml去离子水破乳，破乳时间为1h，得到均一的乳白色聚氨酯乳液，随后对基材进行喷涂。

7、更进一步的，所述s2中，若二元醇a和二元醇b为固体结构，则需要将其溶到丙酮中。

8、更进一步的，所述s1中润滑剂可以选自但不限于以下几种：硅油、亚麻油、大豆油。

9、更进一步的，所述s2中二元醇a可以选自但不限于以下几种：聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃-环氧丙烷共聚二醇。

10、更进一步的，所述s2中二元醇b可以选自但不限于以下几种：聚己内酯二醇、聚乳酸二醇。

11、更进一步的，所述s2中二异氰酸酯可以选自但不限于以下几种：异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2, 2, 4 - 三甲基己烷二异氰酸酯。

12、更进一步的，所述s3中扩链剂可以选自但不限于以下几种：2,2-二羟甲基丙酸（dmpa）、2,2-二羟甲基丁酸（dmba）。

13、更进一步的，所述s4中喷涂方法是从左到右，从上到下喷涂，空气压缩机的气压控制在1bar以下，喷枪角度为45º。喷枪与基底之间的距离为15～25cm。

14、本发明的有益效果：

15、通过傅里叶变换红外光谱对实施例制备的涂层进行化学成分表征，验证了聚氨酯的成功制备。抗菌结果表明，与纯基材相比，仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的抗菌粘附率达到90%以上。另一方面，与纯聚氨酯相比较，涂层具有优异的抗小球藻粘附的性能。仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层合成条件温和，可实现大规模制备，与此同时，涂层展现出优异的防生物污染性能，可用于海洋装备的防污。

16、仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层基于二元醇中含有的酯基能够发生水解反应，实现涂层表面的自我更新，同时会不断释放润滑油，进一步降低涂层表面的生物粘附。本发明制备的海洋防污涂层，合成简单，成膜性好；对基体处理要求不高，具有附着力好、固化温度低、可大规模制备等优点，可以应用于海洋设备的防护。

技术特征：

1.仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的制备方法，其特征在于：s2中的二元醇a为不含酯基的二元醇；s2中的二元醇b为含有酯基的二元醇。

3.根据权利要求1所述的仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的

技术总结本发明公开了仿生可降解、控释润滑油聚氨酯海洋防污涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将0.1~3g二氧化硅、1.2~25g润滑油和0.5~5gγ‑氨丙基三乙氧基硅烷分散于20~50mL有机溶剂中，室温下磁力搅拌10~15h，得到混合液A；S2：将5~10g二元醇A和0.5~5g二元醇B加入四口烧瓶中，通入惰性气体保护，随后逐滴加入2~10g二异氰酸酯在机械搅拌下混合均匀，70ºC下回流反应2h，完成预聚，得到混合液B；S3：将混合液B温度降至60ºC，加入0.2~2g扩链剂和混合液A制得混合液C，并滴入2~3滴二月桂酸二丁基锡，反应2h，得到混合液D；S4：将混合液D温度降低至40ºC，加入0.15~1.5g三乙胺，反应10min后加入50~100mL去离子水破乳，破乳时间为1h，得到均一的乳白色聚氨酯乳液，随后对基材进行喷涂。技术研发人员：刘燕,史亚菲,魏冬松,李淑一受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2