[發明專利]用于鋼結構工程的劣化免疫仿生防護涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202011577827.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112694824B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 馬衍軒;劉加童;葛亞杰;張鵬;吳睿;宋曉輝;薛善彬;崔祎菲;鮑久文
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D175/02;C09D5/00;C09D5/08;C09D7/61;C09D7/48;C08G18/48;C08G18/50;C08G18/64;C08G18/66;B05D3/00;B05D3/02;B05D7/16;B05D7/26
• 代理公司: 山東康裕律師事務所 37311
• 代理人: 傅培

1.用于鋼結構工程的劣化免疫仿生防護涂層的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）制備特異性靶向控釋緩蝕免疫層：（1a）對鋼結構表面進行清潔處理，并使鋼結構表面保持一定的粗糙度，得到初步處理后的鋼結構構件I；（1b）配制硅烷偶聯劑溶液，將其均勻涂刷在鋼結構構件I表面，室溫下固化3-12小時，得到處理后的鋼結構構件II；（1c）在鋼結構構件II表面立刻涂刷底漆使其成膜，然后在55-60℃下進行初步固化0.5-2h，得到特異性靶向控釋緩蝕免疫層；所述底漆成膜的厚度為80-150μm，所述底漆為緩蝕劑-聚氨酯共混體系；所述緩蝕劑為聚天冬氨酸和聚磷酸鹽、鉬酸鹽、有機磷緩蝕劑、鋁粉、鋅粉中的一種或幾種復配；

（2）制備非特異性自修復應力免疫層：步驟（1）的底漆固化完成后，升溫至80-100℃后立即噴涂中間漆，得到非特異性自修復應力免疫層；所述中間漆成膜的厚度為100-400μm；所述中間漆為自修復聚氨酯-聚脲共混溶液，制備方法如下：（2a）制備GO改性的聚脲基雙壁微膠囊；（2b）制備聚多巴胺微球；（2c）制備自修復聚脲溶液：在溶劑中加入聚醚胺并攪拌均勻，然后緩慢滴入異氰酸酯中，控制反應溫度為2~30℃，滴加完畢后預聚0.5-1h得到預聚物；將（2b）得到的聚多巴胺微球和胺類擴鏈劑加入到溶劑中混合均勻，再加入到前述預聚物中，控制反應體系中—NCO與NH₂的摩爾比為1.05:1-1.2:1，反應5~10min，得到聚多巴胺/聚脲彈性體；將（2a）得到的GO改性聚脲基雙壁微膠囊加入到聚多巴胺/聚脲彈性體中， 高速攪拌使GO改性的聚脲基雙壁微膠囊在聚多巴胺/聚脲彈性體中分散均勻，得到自修復聚脲溶液；

（3）制備非特異性損傷自分化免疫層：中間噴涂完成后，保持表面溫度不低于30℃，立刻進行面漆的噴涂，得到非特異性損傷自分化免疫層，從而完成劣化免疫仿生防護涂層的制備；所述面漆成膜的厚度為150-500μm；所述面漆為二維材料復合聚氨酯/聚脲溶液，制備方法如下：將聚醚、溶劑I和乳化劑混合均勻，在100-120℃下真空脫水1-3h，然后冷卻至20-65℃，緩慢加入異氰酸酯單體，預聚5-60min得到預聚物；將二維材料、紫外光穩定劑、熱穩定劑、聚酯多元醇和胺類擴鏈劑加入到溶劑II中混合均勻，再加入到前述預聚物中，保溫反應0.5-3h，得到二維材料復合聚氨酯/聚脲溶液；其中，所述的聚酯多元醇-胺類擴鏈劑的羥基與“羥基+氨基”的官能團當量比為（0-0.37）:1或（0.48-1）:1，所述反應體系中—NCO與“羥基+氨基”的官能團當量比為（1.05-1.2）:1；所述面漆的涂層基體是純聚氨酯、半聚氨酯半聚脲或純聚脲，當涂層基體以聚氨酯為主體時，所用的聚醚為聚醚多元醇；以涂層基體以聚脲為主體時，所用的聚醚為聚醚胺。

2.根據權利要求1所述的用于鋼結構工程的劣化免疫仿生防護涂層的制備方法，其特征在于：步驟（3）中所述二維材料的用量為異氰酸酯單體的0.5~15wt%，所述紫外光穩定劑的用量為異氰酸酯單體的0.01-1wt%，所述熱穩定劑的用量為異氰酸酯單體的0.05-5wt%。

3.根據權利要求2所述的用于鋼結構工程的劣化免疫仿生防護涂層的制備方法，其特征在于：步驟（1c）所述的底漆采用如下方法制備得到：將聚氧化丙烯二醇在100-120℃真空脫水1-3h，冷卻至40~60℃，緩慢加入異氰酸酯單體；異氰酸酯單體完全加入后，升溫至65~80℃，期間多次加入丙酮降粘，反應1~2h得到預聚體；將緩蝕劑與多元醇按照一定的配比混合均勻，加入到預聚體中，降溫至40-50℃反應1h，繼續降溫至室溫，加水乳化；最后，真空蒸出丙酮，得到緩蝕劑-聚氨酯共混體系。

4.根據權利要求2所述的用于鋼結構工程的劣化免疫仿生防護涂層的制備方法，其特征在于：步驟（1b）所述硅烷偶聯劑溶液的濃度為0.5-1.0%，所述的硅烷偶聯劑為KH-550、KH-560或KH-570；所述硅烷偶聯劑溶液采用如下方法制備得到：將硅烷偶聯劑和醇水混合物混合，根據偶聯劑種類調節pH值為3.5~5.5，靜置水解24-48h。