[发明专利]一种自分泌仿生防污材料及其应用

说明书

技术领域

本发明属于海洋防污材料技术领域，特别涉及一种自分泌仿生防污材料及其应用。

背景技术

海洋生物污损是指海洋微生物、植物、动物在被海水浸没的设施表面不断粘附繁殖而造成的生物污染，给海洋运输和海洋资源的勘探、开发、利用等造成巨大的危害。例如，海洋生物污损会增加船体的表面粗糙度和航行阻力，进而增加燃料消耗和二氧化碳排放量，加剧全球温室效应；海洋生物污损改变了船体和其它海洋设施的表面状态，从而加快了其腐蚀速度；海洋生物污损使舰艇的速度降低，削弱了海军的战斗力；海洋生物污损还使网箱养殖的网孔堵塞，造成鱼虾大面积死亡。

涂装海洋防污涂料是目前最为有效、方便和经济的方法。但是传统的防污涂料含有防污毒剂,给海洋环境带来一定的污染。例如目前主流的无锡自抛光防污涂料体系，仍然需要结合氧化亚铜类防污剂，尽管铜的危害不及有机锡，但仍会在海洋中特别是海港中大量积聚，导致海藻等生物的大量死亡，进而破坏生态平衡。随着对环境问题的重视，这些有毒防污涂料必将被淘汰，发展环境友好型防污材料对于船舶业、国防和海洋经济开发都有着重要的军事、经济和社会意义。另一方面，海洋生物具有很强的防污本领，研究者发现生活在海洋中的大型生物和大型贝类表面均没有海生物附着。例如海豚的表皮分泌出特殊的粘液，螃蟹能够分泌出多种生物酶来阻抗海生物的附着。通过模仿海洋生物功能，制备仿生防污涂料具有重要的现实意义。先前有文献报道通过在涂料中添加小分子硅油来实现防海生物分泌行为，但是由于硅油是人工添加，不能永久分泌以及在很短的时间内向表面富集，造成其防污效果不理想，限制了仿生涂料的发展应用。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明的首要目的在于提供一种自分泌仿生防污材料；由可降解多元醇，二异氰酸酯和防污因子以及扩链剂交替共聚而成，其特征在于其结构是由可降解主链和防污性侧链组成的多嵌段聚合物。

本发明的又一目的在于提供上述自分泌仿生防污材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种自分泌仿生防污材料，该材料由以下按重要百分比计的原料制备而成：

可降解多元醇        15～95%

二异氰酸酯和扩链剂  4～60%

防污因子            1～25%。

其中二异氰酸酯/（可降解多元醇+扩链剂+防污因子）的摩尔比为1.0～1.3。

该材料优选由以下按重要百分比计的原料制备而成：

可降解多元醇        30～60%

二异氰酸酯和扩链剂  20～40%

防污因子            5～20%。

其中二异氰酸酯/（可降解多元醇+扩链剂+防污因子）的摩尔比为1.0～1.3。

该材料由可降解多元醇、二异氰酸酯、扩链剂和防污因子采用一步法本体聚合、两步法本体聚合、一步法溶液聚合或两步法溶液聚合制备而成。

所述本体聚合或溶液聚合的聚合反应温度为60～120℃；聚合反应是在氩气或氮气保护下进行的；聚合反应采用的溶剂为四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮和正丁醇中的一种以上。

所述共聚反应时进一步加入催化剂，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和三亚乙基二胺中的一种以上。

所述扩链剂为低分子二元醇或二元胺，所述低分子二元醇为含碳原子2～10的脂肪族二元醇中的至少一种，所述二元胺为含碳原子2～10的脂肪族二元胺中的至少一种；

所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、赖氨酸二异氰酸酯（LDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）或二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种以上；

所述可降解多元醇的分子量为1×10²～1×10⁶，可降解多元醇为聚3-羟基丁酸酯、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)、聚己内酯、聚丙交酯、聚乙交酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚次乙基碳酸酯、聚(1,3-三亚甲基碳酸酯)、聚(己内酯-乙交酯)、聚(己内酯-丙交酯)、聚(己内酯-乙二醇)、聚(丙交酯-乙交酯)、聚(丙交酯-乙二醇)、聚原酸酯、聚酸酐、聚磷酸酯和聚乙二醇中的一种以上。