本發(fā)明涉及海洋防污涂層，尤其涉及一種長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、海洋生物污損是一個(gè)眾所周知的難題，在最短的時(shí)間內(nèi)，船體和其他人造水下表面不可避免地被各種海洋生物占據(jù)。海洋生物污損造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問(wèn)題。有效地控制生物污損是至關(guān)重要的，當(dāng)前防污涂層是抑制生物污損的有效手段。在防污涂層中，光滑液體注入表面是一種十分典型的防污涂層，但是其涂層中的潤(rùn)滑劑很容易耗盡；當(dāng)受到大面積破損時(shí)，涂層會(huì)流失大量潤(rùn)滑劑從而失去性能。因此需要開(kāi)發(fā)一種無(wú)潤(rùn)滑劑釋放，但卻擁有類(lèi)似潤(rùn)滑劑表面的防污涂層制備技術(shù)，可涂覆在船舶、水上工作平臺(tái)、水下航行器等水下設(shè)備的表面，起到抑制生物污損的作用。

2、申請(qǐng)人在cn117089276a公開(kāi)了一種基于肟-氨基甲酸酯鍵的聚氨酯耐清洗防污涂層及其制備方法，其中制備方法包括以下步驟：s1.將聚醚二元醇除水后，與二異氰酸酯混合均勻，加熱到70-80℃，反應(yīng)得到聚合物a；s2.稱(chēng)取聚合物a、溶劑、二肟以及二月桂酸二丁基錫催化劑，混合均勻，反應(yīng)得到聚合物b；s3.將聚合物b涂覆在基材上制成樣片，將制備的樣片室溫下放置，然后升溫至60℃固化，得到涂層。該發(fā)明防污涂層具有良好的耐磨性能，涂層基于肟-氨基甲酸酯鍵能夠與海水發(fā)生水解反應(yīng)，能夠滿足涂層耐清洗的需求，能夠解決海洋生物附著在船體表面造成外來(lái)物種入侵的問(wèn)題。該防污涂層升溫至60℃固化，通過(guò)具有防污性能的二肟釋放出來(lái)，進(jìn)一步抑制污損生物的附著，與本發(fā)明的構(gòu)思不同。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層及其制備方法和應(yīng)用，該長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層能夠常溫固化，對(duì)環(huán)境友好，能夠抑制污損生物的黏附，又有良好的力學(xué)性能。

2、所采用的技術(shù)方案為：

3、1.一種長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4、s1.將甲基丙烯酸十二氟庚酯、β-巰基乙醇和光引發(fā)劑溶解在四氫呋喃溶液中得到溶液a；

5、s2.將溶液a加入三口燒瓶中，在保護(hù)氣環(huán)境中進(jìn)行紫外光引發(fā)反應(yīng)，過(guò)程持續(xù)攪拌，最終得到氟共聚物b；

6、s3.將單羥基封端聚二甲基硅氧烷和聚丙二醇混合后除水，得到溶液c；

7、s4.將六亞甲基二異氰酸酯三聚體溶解在二甲苯和四氫呋喃的混合溶液中，得到溶液d；

8、s5.在室溫下將b加到c中，再將d在室溫條件下緩慢滴到c中，過(guò)程持續(xù)攪拌；

9、s6.滴加完畢后，將反應(yīng)加熱至80-85℃，持續(xù)攪拌以保證反應(yīng)充分，最終得到預(yù)聚體e；

10、s7.向e中加入固化劑聚天冬氨酸酯、流平劑、消泡劑，攪拌后得到溶液f；

11、s8.將f涂敷到基材表面，室溫固化2小時(shí)，得到長(zhǎng)短鏈類(lèi)液相表面氨基甲酸酯防污涂層。

12、2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層的制備方法，其特征在于，s1中，甲基丙烯酸十二氟庚酯、β-巰基乙醇質(zhì)量比為400:39；光引發(fā)劑的質(zhì)量為甲基丙烯酸十二氟庚酯和β-巰基乙醇總質(zhì)量的3％-5％；四氫呋喃的質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量的30％。

13、3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層的制備方法，其特征在于，s2中的氟共聚物b、s4中的六亞甲基二異氰酸酯三聚體和s3中的單羥基封端聚二甲基硅氧烷和聚丙二醇的摩爾比為0.1-0.5：1：0.3：0.25。

14、4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層的制備方法，其特征在于，s4中的二甲苯和四氫呋喃的質(zhì)量比為1：1，二甲苯和四氫呋喃的總量為s2中的氟共聚物b、s3中的溶液c和s4中的六亞甲基二異氰酸酯三聚體的質(zhì)量總和的30％-50％。

15、5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層的制備方法，其特征在于，s7中消泡劑和流平劑的質(zhì)量分別為s6預(yù)聚體質(zhì)量和s7聚天冬氨酸酯總質(zhì)量的0.1％。

16、6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層的制備方法，其特征在于，s3中，在100-110℃除水2-3小時(shí)。

17、7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層的制備方法，其特征在于，s5中，滴加速度為50-150g/h，滴加持續(xù)30-40分鐘。

18、8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)短鏈類(lèi)液表面氨基甲酸酯防污涂層的制備方法，其特征在于，s7中，2000-2500rpm攪拌5-10分鐘得到溶液f。

19、本發(fā)明中，流平劑和消泡劑可以選擇市售的流平劑和消泡劑，包括但不限于例如流平劑選擇市售的德國(guó)畢克byk-306、byk-307、byk-330中的一種，消泡劑選擇市售的德國(guó)畢克by066n、byk-141、byk-071、byk-060n中的一種。

20、本發(fā)明的一種類(lèi)液相功能氨基甲酸酯防污涂層，其是由上述所述的制備方法制備得到的。

21、所述的制備方法制備得到的類(lèi)液相功能氨基甲酸酯防污涂層在包括船舶、水上工作平臺(tái)、水下航行器在內(nèi)的水下設(shè)備的表面防護(hù)中的應(yīng)用。即制備得到的防污涂層是可涂覆在船舶、水上工作平臺(tái)、水下航行器等水下設(shè)備的表面，起到抑制生物污損的作用。

22、在上述的技術(shù)方案中，

23、本發(fā)明是將具有柔性的單羥基封段聚二甲基硅氧烷長(zhǎng)鏈和羥基氟共聚物短鏈化學(xué)接枝到氨基甲酸酯上的防污涂層。大量重復(fù)的c-f鍵和si-o鍵可以使分子鏈在低溫狀態(tài)讓保持柔性狀態(tài)，接枝的單羥基封端聚二甲基硅氧烷柔性長(zhǎng)鏈和羥基氟共聚物柔性短鏈具有類(lèi)似液體的光滑性能。接枝在表面的柔性鏈擁有很高的遷移速率，通過(guò)柔性鏈的快速擾動(dòng)可以抑制生物污損的黏附；并通過(guò)引入聚二甲基硅氧烷/氟共聚物雙層防護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)抑制生物污損黏附的性能。

24、其中：(a)單羥基封端聚二甲基硅氧烷和(b)羥基氟共聚物的結(jié)構(gòu)式如下：

25、(a)

26、(b)

27、其中(a)中，n為聚合度,通常為10-1000，r為甲基或乙基。

28、(b)中a為聚合度,通常為10-1000。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

30、1.本發(fā)明將環(huán)境友好的聚二甲基硅氧烷/氟共聚物柔性鏈引入聚氨酯防污涂料領(lǐng)域，有一定的應(yīng)用前景。涂層通過(guò)接枝分子量不同的柔性鏈段來(lái)實(shí)現(xiàn)雙層防護(hù)，提高了涂層的防污性能，同時(shí)涂層具有環(huán)境友好型的特點(diǎn)。

31、2.本發(fā)明的防污涂層是以單羥基封段聚二甲基硅氧烷柔性長(zhǎng)鏈和氟共聚物柔性短鏈化學(xué)接枝到氨基甲酸酯上，使涂層具有類(lèi)似液體的光滑特性。接枝在表面的柔性鏈擁有很高的遷移速率，通過(guò)柔性鏈的快速擾動(dòng)可以抑制生物污損的黏附。利用單羥基封端的聚二甲基硅氧烷柔性鏈和氟共聚物柔性鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)低表面能的光滑性能，從而抑制污損生物的黏附，控制單羥基封端聚二甲基硅氧烷和氟共聚物鏈與六亞甲基二異氰酸酯三聚體的含量可以控制涂層的防污性能。

32、3.氟共聚物柔性鏈存在更多的氫鍵，氟共聚物中存在氫鍵可以提高涂層的力學(xué)性能。通過(guò)調(diào)控氟共聚物柔性鏈的含量可以控制涂層的力學(xué)性能。

33、4.聚合物樹(shù)脂(溶液f)與溶劑相容性較好，能夠長(zhǎng)期儲(chǔ)存不變質(zhì)或固化，便于后續(xù)海洋防污涂料的應(yīng)用或復(fù)配成海洋防污涂料。

34、5.該聚合物樹(shù)脂(溶液f)可以室溫兩小時(shí)固化。