[發明專利]一種制備室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面的方法

在審

• 申請號: 201811485363.3
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109627946A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王鵬;梁遠振;張昊;張盾
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D5/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎

本發明涉及防治海洋生物污損的方法，具體的說是一種制備室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面的方法。利用氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(APT?PDMS)與異弗爾酮二異氰酸酯(IPDI)在潤滑油的存在下形成仿生超滑表面。該仿生超滑表面通過基底中脲基之間氫鍵的斷裂和重建實現室溫下基底材料的自修復，且該仿生超滑表面能夠有效抑制細菌在表面的附著，因此該仿生超滑表面具有更長久的防治海洋生物污損的能力。本發明不需要昂貴的設備，節約能源，具有實際應用價值。

技術領域

本發明涉及防治海洋生物污損的方法，具體的說是一種制備室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面的方法。

背景技術

近年來，受豬籠草啟發，科學家們成功研發了具有潤滑作用的液體澆注多孔表面，即仿生超滑表面。多孔表面通過毛細作用可以固定多種潤滑劑而具有較高的潤滑性，液滴在這種表面上能輕易地滑落，在防霜抗冰、防污防腐、材料表面減阻等方面有很重要的應用價值。如CN103966641A中公開了利用人工仿豬籠草超滑表面防止金屬大氣腐蝕的方法。

但在實際應用中，仿生超滑表面存在潤滑層易被破壞、基體機械性能穩定性差等缺陷，制約了其發展。對于傳統的仿生超滑表面來說，當潤滑油膜在較輕微地程度下被破壞，潤滑油膜可以通過其自身的流動性完成超滑性能的恢復；但當其遭受較重程度的破壞時，僅靠油膜的流動不能夠平鋪整個表面使其平整無損，此時，超滑表面的超滑性能就會受到嚴重影響。因此，制備具有油膜自修復及基底自修復性能的仿生超滑表面，即為解決以上問題的關鍵。

目前國內外研究者為解決以上問題提出的方案中，盡管實現了油膜自修復的目的，但他們的方法均需要加熱、加壓等外界條件的刺激，且制備過程較為復雜。基于此，本研究提出一種室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面的制備方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種制備室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面的方法，利用氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS)與異弗爾酮二異氰酸酯(IPDI)在潤滑油的存在下形成仿生超滑表面。

具體為：

1)反應試劑和溶劑的預處理：在真空的條件下保持120-140℃并伴隨回流操作對APT-PDMS進行減壓干燥，同時，在70-80℃并伴隨回流操作對THF進行蒸餾；

2)PDMS-PUa聚合物的制備：將上述獲得IPDI溶解在THF溶劑中，再加入運動粘度為350cst的硅油，將上述獲得APT-PDMS溶于THF溶劑中而后攪拌條件下緩慢加入上述混合物中，而后在氮氣環境下繼續攪拌，整個反應以傅里葉變換紅外光譜(FTIR)檢測反應進行程度；其中，上述獲得IPDI與THF溶劑的質量比為1:4-1:5，上述獲得APT-PDMS與THF溶劑的質量比為1:8-1:9；

3)PDMS-PUa基仿生超滑表面的制備：將反應得到的產物常溫固化48-50h即得仿生超滑表面。

所述步驟2)中溶于THF溶劑中的APT-PDMS攪拌條件下滴加至混合物中，滴加過程持續1-2h，而后在氮氣環境下繼續攪拌3-4h，整個反應以傅里葉變換紅外光譜(FTIR)檢測，當2260cm^-1處異氰酸根的吸收峰完全消失，證明反應結束。

所述氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS)與異弗爾酮二異氰酸酯(IPDI)之間的質量比為4:1-6:1；潤滑油的添加量與IPDI質量比為6:1-8:1。

一種室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面，按所述方法制備獲得室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面。

一種室溫下具有自修復性能的仿生超滑表面的應用，所述仿生超滑表面在防治海洋生物污損領域中的應用。