[發明專利]一種水下自修復有機硅防污涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202011460449.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112552725B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 段繼周;孫佳文;劉超;侯保榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: C09D4/06
• 分類號: C09D4/06;C09D5/16;C08G77/392
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何薇;李穎

1.一種水下自修復有機硅防污涂層，其特征在于：有機硅防污涂層由鄰苯二酚功能化硫辛酸衍生物和二異氰酸酯改性含脲鍵和酰胺鍵的聚硅氧烷硫辛酸衍生物、交聯劑、金屬鹽和防污劑反應獲得；

所述鄰苯二酚功能化硫辛酸衍生物為α-硫辛酸或/和其衍生物與多巴胺鹽酸鹽縮合反應合成鄰苯二酚功能化硫辛酸衍生物；其中，α-硫辛酸或/和其衍生物中的羧基和多巴胺鹽酸鹽中的酚羥基的摩爾比為1：1；所述α-硫辛酸或/和其衍生物的結構單元通式如下其中，m為大于0的自然數；

所述二異氰酸酯改性含脲鍵和酰胺鍵的聚硅氧烷硫辛酸衍生物為采用氨基封端的聚硅氧烷對二異氰酸酯進行氨基封端，得氨基封端的含脲鍵的聚硅氧烷，而后加入α-硫辛酸或/和其衍生物進行縮合反應，生成二異氰酸酯改性含脲鍵和酰胺鍵的聚硅氧烷硫辛酸衍生物；其中，氨基封端的聚硅氧烷與二異氰酸酯的摩爾比為1.1～1.2：1，α-硫辛酸或/和其衍生物與氨基封端的含脲鍵的聚硅氧烷的摩爾比為1：1；所述氨基封端的聚硅氧烷的結構單元通式如下：其中，n為大于0的自然數；

所述防污劑為辣椒素、單寧酸或4,5-二氯-2-正辛基-4-異噻唑啉酮；

所述交聯劑的添加量占反應過程中所用硫辛酸總質量的10％～50％；所述金屬鹽與多巴胺鹽酸鹽的摩爾比為1：50～5000；所述防污劑添加量占有機硅防污涂層成分質量分數的3～10％。

2.一種按權利要求1所述的水下自修復有機硅防污涂層的制備方法，其特征在于：

步驟一：α-硫辛酸或/和其衍生物和多巴胺鹽酸鹽縮合反應合成鄰苯二酚功能化硫辛酸衍生物；

步驟二：采用氨基封端的聚硅氧烷對二異氰酸酯進行氨基封端，得氨基封端的含脲鍵的聚硅氧烷；而后加入α-硫辛酸或/和其衍生物進行縮合反應的二異氰酸酯改性含脲鍵和酰胺鍵的聚硅氧烷硫辛酸衍生物；

步驟三：將步驟一、步驟二金屬鹽和防污劑混合，混合均勻后待用。

3.按權利要求2所述的水下自修復有機硅防污涂層的制備方法，其特征在于：所述混合均勻后室溫下滴涂在不同基底上制備防污涂層或在模具中固化成膜。

4.按權利要求3所述的水下自修復有機硅防污涂層的制備方法，其特征在于：所述鄰苯二酚功能化硫辛酸衍生物中α-硫辛酸或/和其衍生物中的羧基和多巴胺鹽酸鹽中的酚羥基的摩爾比為1：1；氨基封端的聚硅氧烷與二異氰酸酯的摩爾比為1.1～1.2：1，α-硫辛酸或/和其衍生物與氨基封端的含脲鍵的聚硅氧烷的摩爾比為1：1；所述交聯劑的添加量占反應過程中所用硫辛酸質量的10％～50％；所述金屬鹽與多巴胺鹽酸鹽的摩爾比為1：50～5000；所述防污劑添加量占有機硅防污涂層成分質量分數的3～10％。

5.按權利要求3或4所述的水下自修復有機硅防污涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟一和步驟二中α-硫辛酸或/和其衍生物的結構單元通式如下其中，m為大于0的自然數；

所述氨基封端的聚硅氧烷的結構單元通式如下：

其中，n為大于0的自然數。

6.按權利要求5所述的水下自修復有機硅防污涂層的制備方法，其特征在于：

所述氨基封端的硅氧烷為1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(氨基雙封頭)；氨基封端的聚硅氧烷為α,ω-二氨基丙基聚二甲基硅氧烷(端氨基硅油)，分子量在1000～20000；

所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯和賴氨酸二異氰酸酯中的一種或幾種；

所述交聯劑為含碳碳不飽和鍵的烴類化合物中的一種或幾種；

所述金屬鹽為含CuCl₂、FeCl₃、ZnCl₂、AlCl₃、NiCl₂、CoCl₂、MnCl₂、MnCl₃、CrCl₂和CrCl₃中的一種或幾種。

7.一種權利要求1所述的水下自修復有機硅防污涂層的應用，其特征在于：所述權利要求1所述成分在不同基底上制備防污涂層或在模具中固化成膜中作為水下自修復有機硅防污涂層。