本發(fā)明屬于海洋結(jié)構(gòu)表層修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料。
背景技術(shù)：
我國(guó)海洋面積較大，可利用的海洋資源較為豐富，海洋已逐漸成為支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)防安全的重要領(lǐng)域。各種海洋裝備和工程設(shè)施為海洋活動(dòng)的進(jìn)行提供了必不可少的手段和前提條件。海洋工程裝備與海洋結(jié)構(gòu)物長(zhǎng)期在海洋環(huán)境中使用和服役，不可避免地受到海洋環(huán)境的影響，反之，由于一些化學(xué)品的使用也對(duì)海洋環(huán)境和生態(tài)造成不利影響。其中，海洋環(huán)境對(duì)工程裝備與結(jié)構(gòu)物的腐蝕，嚴(yán)重影響到結(jié)構(gòu)物的使用性能、安全性、耐久性等。因此，如何有效對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物進(jìn)行防護(hù)已是一項(xiàng)迫在眉睫且意義深遠(yuǎn)的工作。
目前海洋結(jié)構(gòu)中使用的代表性防腐蝕方法主要有三類：(1)涂裝類，有機(jī)鋅或無機(jī)鋅與環(huán)氧樹脂體系的混合物；(2)有機(jī)襯，主要為聚乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂/聚氨酯、水中固化型環(huán)氧樹脂；(3)包覆金屬，主要為鈦或是耐海水性不銹鋼。上述三類方法中以有機(jī)襯類防腐效果較好，金屬-電化學(xué)防腐其長(zhǎng)期耐久性較差，樹脂類對(duì)水體的污染較大，且對(duì)于濕面粘結(jié)仍有一定不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種粘附能力強(qiáng)且防水無毒的海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料。
本發(fā)明所述的一種海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料，所述修復(fù)材料為改性聚氨酯表層修復(fù)涂料，為三元組份；三元組份中，A組分為改性聚氨酯，B組分為固化劑、擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑與氧化劑，C組分為填料；三元組份按質(zhì)量份計(jì)，包括改性聚氨酯100份、固化劑50～60份、擴(kuò)鏈劑1～2份、交聯(lián)劑1～2份、氧化劑6～10份、填料100份。
本發(fā)明所述的一種海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料，所述改性聚氨酯中的改性劑為鄰苯二酚衍生物、多巴胺或多巴胺衍生物。
本發(fā)明所述的一種海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料，所述固化劑為三羥甲基丙烷的TDI加成物；所述擴(kuò)鏈劑為乙二醇或/和1,4-丁二醇；所述交聯(lián)劑為季戊四醇。
本發(fā)明所述的一種海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料，所述氧化劑用作為引發(fā)劑，選自物理氧化劑或/和生物氧化劑。
本發(fā)明所述的一種海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料，所述物理氧化劑為高碘酸鈉或高錳酸鉀、磷酸鹽的一種或幾種；所述生物氧化劑為兒茶酚氧化酶。
本發(fā)明所述的一種海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料，所述填料為貝殼粉，目數(shù)為300～800目。
本發(fā)明所述的一種海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料的施工工藝，所述施工工藝具體為：1)將B組分中的固化劑、擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑與氧化劑混合均勻；2)將A、C兩種組分稱量，并攪拌均勻；3)將B組分倒入A、C混合物中，攪拌30s，進(jìn)行涂抹施工。
作用機(jī)理：1)聚氨酯體系：多異氰酸酯分子鏈中含有異氰基(-NCO)和氨基甲酸酯基(-NH-COO-)，其具有高度的活性與極性。遇到含有活潑氫、潮濕表面等材料，均具有優(yōu)良的化學(xué)粘接力。2)引進(jìn)DOPA等具有鄰苯二酚結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯體系進(jìn)行改性，DOPA本身具有優(yōu)異的黏附、粘結(jié)性能。DOPA在氧化劑的作用下，形成苯醌，使得蛋白質(zhì)之間相互交聯(lián)，其次，DOPA還可以和金屬離子及其氧化物(Fe、Mn)以及硅等相結(jié)合，使其牢牢粘結(jié)在巖石、金屬、水泥混凝土結(jié)構(gòu)物表面。
本發(fā)明借鑒海洋貽貝通過分泌貽貝黏附蛋白(MAPs)使其牢固地黏附在各種基材的表面的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)施。該種貽貝黏附蛋白具有超強(qiáng)的萬能粘附能力和防水黏附能力，并且具有無毒和生物相容性。因此將該種黏附蛋白引入現(xiàn)有的聚氨酯涂層體系，一方面可有效提高水下黏附能力；另一方面，降低該種或其他化工涂層材料對(duì)水體的污染。再者，該涂層修復(fù)材料中的填料為貝殼粉，貝殼本身為一種海洋生物，與海洋環(huán)境具有與生俱來的相容性。將其處理制成一定目數(shù)的粉體，作為填料，亦可降低其他化工填料對(duì)水體的污染。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料中改性聚氨酯具有超強(qiáng)的萬能粘附能力和防水黏附能力，并且具有無毒和生物相容性，降低化工涂層材料對(duì)水體的污染；以貝殼粉為填料，亦可降低其他化工填料對(duì)水體的污染。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料做進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
實(shí)施例1
海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料各組分物料用量分別為：
A組分：DOPA改性聚氨酯100份；
B組分：
固化劑：三羥甲基丙烷的TDI加成物50份；
擴(kuò)鏈劑：乙二醇2份；
交聯(lián)劑：季戊四醇2份。
氧化劑：高碘酸鈉5份。
C組分：貝殼粉，300目，100份。
施工工藝：(1)將B組分按照上述比例混合均勻；(2)將A、C組分混合均勻；(3)將B組分倒入混合均勻后的A+C中，攪拌30s。即可進(jìn)行涂刷。
實(shí)施例2
海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料各組分物料用量分別為：
A組分：DOPA改性聚氨酯100份；
B組分：
固化劑：三羥甲基丙烷的TDI加成物60份；
擴(kuò)鏈劑：乙二醇1份；
交聯(lián)劑：季戊四醇1份。
生物氧化劑：兒茶酚氧化酶：5份。
C組分：貝殼粉，300目，100份。
施工工藝：(1)將B組分按照上述比例混合均勻；(2)將A、C組分混合均勻；(3)將B組分倒入混合均勻后的A+C中，攪拌30s。即可進(jìn)行涂刷。
實(shí)施例3
海洋結(jié)構(gòu)用生物基表層修復(fù)材料各組分物料用量分別為：
A組分：DOPA改性聚氨酯100份；
B組分：
固化劑：三羥甲基丙烷的TDI加成物60份；
擴(kuò)鏈劑：乙二醇1份、天目地黃素(即8-甲基-9氫環(huán)戊烷并吡喃-1,3,6,8-四醇)1份；
交聯(lián)劑：季戊四醇1份。
生物氧化劑：兒茶酚氧化酶：5份。
C組分：貝殼粉，300目，100份。
施工工藝：(1)將B組分按照上述比例混合均勻；(2)將A、C組分混合均勻；(3)將B組分倒入混合均勻后的A+C中，攪拌30s。即可進(jìn)行涂刷。
對(duì)實(shí)施例1-3進(jìn)行性能檢測(cè)，具體評(píng)價(jià)方法、指標(biāo)、實(shí)測(cè)值等見表1。
表1實(shí)施例性能評(píng)測(cè)