[發明專利]一種制備耐腐蝕抗菌聚脲復合涂層的方法

無效

• 申請號: 201310385340.6
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103436149A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 丁龍華;宋浩杰
• 申請（專利權）人: 揚州龍華環境工程有限公司
• 主分類號: C09D175/02
• 分類號: C09D175/02;C09D5/14;C09D5/16;C09D5/08;C09D7/12;A01N59/24;A01P1/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 周全

技術領域

本發明涉及一種納米涂層的制備方法，尤其是一種聚合物納米復合涂層制備方法。

背景技術

鑒于海上船舶、海上港口設施所面臨的生物污染、沖蝕磨損和電化學腐蝕的的交織作用，船舶定期清理、維護保養是非常必要的。甚至在某些情況下，要更換部件，而這個過程需要大量的資金，因此不同的國家應用不同的技術來解決這個問題。應用抗污染、抗腐蝕涂層是一種簡便有效的方法,而目前尚無一種涂料能對生物污損、沖蝕磨損和電化學腐蝕同時有效的防污染、防腐蝕涂料。

中國專利1478817A公開了“抗菌彈性聚氨酯納米復合材料及其制備方法”，在該專利中，發明人通過在介孔材料中浸漬重金屬離子來提高涂層的抗菌性能，這種技術很容易導致重金屬離子轉移到環境中，造成二次污染，同時由于介孔材料在外力的作用下容易破碎，這將嚴重弱化所制備涂層的使用壽命。

發明內容

基于對納米材料控制合成的研究，本發明通過對聚脲A，B組分以及納米抗菌劑的制備過程工藝參數的改進，獲得一種新型耐腐蝕抗菌聚脲納米復合涂層的制備方法。它具有生物污損、沖蝕磨損和電化學腐蝕的性能。

本發明的目的在于提供一種制備耐腐蝕抗菌聚脲納米復合涂層的方法，該方法包括以下步驟：

1）、制備涂層A部分：

將聚醚多元醇投入反應釜，加熱，升溫到?95-100℃，減壓脫水?1-1.5h，然后降溫至?80-50℃，加入異氰酸酯組分，保持溫度在75-85℃，反應?2-3h，得到異氰酸酯基封端的預聚體，得涂層A?部分；

其中異氰酸酯占所述涂層A部分質量百分比的55-65%、聚醚多元醇占所述涂層A部分質量比的35-45%；

2）、制備含有納米抗菌劑的涂層B部分：將抗菌納米粉體、環氧樹脂和HDI三聚體混合，在氮氣保護下，升溫至58-62℃反應2.5-3.5h，制得含有納米抗菌劑的B組分；

其中環氧樹脂占B部分質量百分比的55%-65%，HDI三聚體占B部分質量百分比的30%-40%，納米粒子占B部分質量百分比的的1%-5%；

其中抗菌納米粉體按以下方法制備：

在6mol/LHCl溶液中加入0.05-0.5?mol/L的CuCl₂溶液和相應化學計量質量的銅粉，加熱攪拌至溶液中銅粉完全反應，冷卻，用NaOH調節溶液的PH值為2-3，加入0.5-1?%的表面活性劑，在冰水冷卻和不斷攪拌的條件下逐滴滴入NaSCN溶液，至所需化學計量濃度且稍微過量沉淀經陳化、洗滌、過濾及110?℃恒溫干燥后得硫氰酸亞銅粉體；

3）、按以下方法制備聚脲納米復合涂層：將上述A部分和混合有納米抗菌劑的B部分分別加入連接好的噴涂設備中，加熱溫度控制在60-80℃，壓力表表壓控制在1100-1600Psi之間噴涂，即可得到聚脲納米復合涂層。

所述步驟2中，環氧樹脂為E44或E51。

所述的納米抗菌劑還包括納米氧化鐵、納米二氧化鈦、碳納米管和石墨烯中的任一種或多種復配物。

與現有技術相比，本發明的防腐蝕抗菌保護復合涂層，通過采用在B組分中添加納米抗菌劑，提高了聚脲涂層的抗菌能力，同時由于其他納米粒子的存在，比如石墨烯或碳納米管，這些納米材料將改善涂層的硬度和抗磨性，進而提高涂層的耐沖蝕性能。涂裝后，涂層的微觀缺陷得到克服，提高了涂層的耐腐蝕與抗磨性，進而延長了使用壽命。

此外，由于聚脲涂層低的介電產生和表面阻抗，該涂層能阻礙電子的遷徙，抑制電化學反應的發生。本發明致力于研究和開發含納米級強化顆粒的復合材料,在制備完成納米CuSCN的同時,研制出一種既能防止實現生物污損又能抵抗沖蝕磨損和電化學腐蝕的聚脲涂層,在確保綠色環保的前提下,配方和制備工藝上創新,產品實用、高效。

具體實施方式

實施例1

A組分制備：將450g聚氧化丙烯醚多元醇（平均官能度fn=3，?相對平均分子量Wn=5000）投入反應釜，加熱，升溫到?100℃，減壓脫水?1h，然后降溫至?78℃，加入550g二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI?100，純度大于98%)，保持溫度在?80℃，反應?2h。得到異氰酸酯基封端的預聚體，即?A?部分。

其中異氰酸酯包括PAPI?(多次四甲基多苯基多異氰酸酯)、液化?MDI?(二苯基甲烷二異氰酸酯)、HDI(六亞甲基二異氰酸酯)、IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)?和端異氰酸酯預聚物。