[發(fā)明專利]一種NB-IOT信息模塊封裝防護(hù)用不銹鋼片的海洋抗腐和防污能力的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811531114.3
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109837545A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳昊明;張斌;田項(xiàng)宇;姜鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué);寧波銳甬信息科技有限公司
• 主分類號: C23F11/173
• 分類號: C23F11/173
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 任艷霞

本發(fā)明提供了一種NB?IOT信息模塊封裝防護(hù)用不銹鋼片的海洋抗腐和防污能力的方法。該方法是將超支化高分子刷通過共價接枝的方式固定在不銹鋼片基板上進(jìn)行防污和抗腐的，多巴胺首先在SS表面進(jìn)行自聚，隨后引入一個烷基溴化物作為原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)引發(fā)劑。乙烯基芐基氯(VBC)在溴封端的SS表面發(fā)生ATRP聚合得到超支化的聚乙烯基芐基氯刷，隨后在該聚合物刷中引入紫精，來提高該體系中季銨鹽的濃度，增強(qiáng)該不銹鋼片的海洋抗腐和防污能力。本發(fā)明方法具有簡單，無毒，環(huán)境可持續(xù)性，商業(yè)可行性，耐用性和高性能，并可大規(guī)模制備等優(yōu)點(diǎn)，有望用作NB?IOT模塊的封裝防護(hù)材料，使其在海洋環(huán)境中工作時，能夠穩(wěn)定的進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，免受海洋腐蝕和污染所造成的模塊損壞，延長其使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IOT)信息模塊封裝用材料的防污和防生物腐蝕領(lǐng)域，具體涉及一 種利用含紫精的超支化高分子修飾不銹鋼片，從而達(dá)到在海洋環(huán)境中防污和抗生物腐蝕的方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會已經(jīng)逐漸步入了智能時代。近些年來，諸如智能停車、智慧醫(yī) 療、智能家居等新型智能技術(shù)如雨后春筍般迅猛發(fā)展，為了滿足智能技術(shù)的通信需求，新一代物聯(lián) 網(wǎng)的構(gòu)建與發(fā)展也成為了重中之重。窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IOT)是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個新興技術(shù)。它是面 向覆蓋廣、低功耗、大連接等物聯(lián)網(wǎng)需求建立的全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。目前，NB-IOT的商用測試已經(jīng)完 成，NB-IOT的全球化建設(shè)即將啟動。另一方面，隨著海洋資源開發(fā)力度的加大，遠(yuǎn)洋作業(yè)以及深 海探測對通信的需求增高，而NB-IOT作為一種新型的通信技術(shù)，其具有廣覆蓋，低功耗，可長時 間待機(jī)等優(yōu)勢，非常適合用于海洋開發(fā)中的通信需求。然而，當(dāng)NB-IOT通信模塊在海洋環(huán)境中工 作時，其不可避免的會受到海水的腐蝕和海洋微生物的污染，這可能會造成通信模塊的損壞，影響 其正常的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸，因此為了延長NB-IOT模塊在海洋環(huán)境中的使用壽命，便需要選用 合適的材料來對NB-IOT模塊進(jìn)行封裝防護(hù)。

由于不銹鋼片(SS)具有很好的耐久性以及其表面薄且致密的富鉻氧化物層所帶來的良好的耐腐 蝕性而被廣泛用作海洋環(huán)境中的建筑材料。然而，當(dāng)不銹鋼片長時間暴露于海洋環(huán)境時，它也會受 到各種微生物的生物污染，這一問題現(xiàn)在仍未被很好的解決。海洋生物污染，是指微生物和大型海 洋生物在船舶以及海洋建筑物的水下表面形成的生物膜，進(jìn)而造成的損害效應(yīng)。

基于三丁基錫，銅，鋅和其他抗微生物劑的自拋光涂料已被廣泛用于防止海洋生物污染。然而， 海洋環(huán)境中抗微生物劑的釋放對海洋生物有嚴(yán)重的不利影響。因此，設(shè)計(jì)出無抗生物劑浸出的防污 抗腐涂料是非常有必要的。

與此同時，用無毒的功能聚合物刷來對材料表面進(jìn)行改性來減小和抵制海洋生物污染，是一種 比較高效和環(huán)境友好的技術(shù)。表面引發(fā)的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-ATRP)可以有效地用來制備致密且 穩(wěn)定的聚合物刷。諸如像表面濕潤度和電荷等這些表面特性，在生物污著過程中非常重要。通過 SI-ATRP技術(shù)，從材料表面接枝的聚合物刷可以擁有窄的分散指數(shù)，可控的結(jié)構(gòu)和明確的組分。由 于季銨基團(tuán)擁有破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的能力，因此季銨化的聚紫精和聚紫精刷具有良好的抗菌能力，其 已經(jīng)被報(bào)道用于修飾SS表面來防止生物腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述，本發(fā)明提供了一種在NB-IOT信息模塊封裝防護(hù)用不銹鋼材料表面接枝超支化高分子 改性，隨后進(jìn)一步引入季胺化的聚紫精的方法來改善不銹鋼片的抗腐和防污能力，該方法具有安全、 無毒、高效和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種NB-IOT信息模塊封裝防護(hù)用不銹鋼片的海洋抗腐和防污能力的方法，包括以下步驟：

(1)制備含紫精的超支化高分子功能化不銹鋼片

首先在不銹鋼片表面自聚制備聚多巴胺層，在聚多巴胺層上進(jìn)一步錨定ATRP引發(fā)劑，隨后在其 表面引發(fā)ATRP反應(yīng)制備得到超支化聚(乙烯基芐基氯)聚合物刷，最后在聚合物刷中引入紫精單元， 得到了含紫精的超支化聚合物刷。