[发明专利]一种侧链硅氧烷聚合物防腐蚀涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种侧链硅氧烷聚合物防腐蚀涂层及其制备方法，所述的防腐蚀涂层由含硅氧烷基团单体以及含氟单体中的一种或几种与其他单体共聚合形成，所述涂层同时含有硅氧烷侧基和氟碳侧链。借助于涂层硅氧烷侧基和基体材料间的共价连接作用，可以极大地提高其与基体的结合力，防止涂层剥离。同时，氟碳侧链可以很好地赋予涂层以疏水疏油特性。该技术路线简单，所需的成本低，兼具良好基底亲和性和防腐蚀性。

技术领域

本发明属于有机高分子材料技术领域，具体涉及一种侧链硅氧烷聚合物防腐蚀涂层及其制备方法。

背景技术

荷叶表面因具有极佳的疏水性质引起了人们的广泛关注。受其启发，人们通过各种方法对材料的表面性质进行调控，赋予疏水疏油性质。这类涂层在防腐、防污、自清洁等应用领域具有重要的应用前景。超疏水的效果一般用材料表面的水静态接触角和动态接触角来衡量。通常，将水的静态接触角大于120°，动态接触角小于20°的表面定义为超疏水表面。目前的实施方法主要有：采用表面能低的涂层材料；用物理或化学的方法在材料表面制造出微纳结构；或是先在表面制造出微纳结构后再涂覆低表面能涂层。

申请号为200980116129.6的中国专利公开了一种三嵌段聚合物和聚合物涂层。所述的聚合物中同时含有聚苯乙烯段、聚乙烯段和聚丁二烯链段，并且在聚合物的侧基上含有部分氟化的脂肪族烷基链。该聚合物涂层能够有效地抵抗海水的腐蚀及海洋生物的粘附，从而降低船舶的燃油使用量。但该种涂层结构中缺乏极性基团，对基体材料的粘附性差，使用时会发生比较明显的涂层剥离脱落现象。

申请号为201610946822.8的中国专利公开了一种基于金属铁制品的超疏水涂层及其制备方法。首先对金属铁进行表面处理，通过化学沉积法在表面沉积一层铜粒子，形成微纳粗糙结构，再在此基础上于表面涂覆一层超疏水聚二甲基硅氧烷涂层。但此方法中化学沉积的速率慢，从应用的角度来说影响生产效率，且步骤较多，成本也会相应增加。

申请号为200510031084.6的中国专利公开了一种聚脲防腐蚀涂层。涂层由底层和面层构成，底层为异氰酸酯改性环氧树脂，面层为聚脲。聚脲涂层能显著提高整体的附着力。但是该种涂层只能起到物理隔离效果，表面不具备超疏水特性，无法阻止水溶性腐蚀物的渗透。

虽然还有很多种方法可以构建防腐蚀涂层，但是目前兼具良好基底亲和性和防腐蚀性的保护性涂层还不易实现。

发明内容

本发明目的是针对现有制备工艺中存在的缺点和不足，提供一种能够兼具良好基底亲和性和防腐蚀性的保护性涂层。短氟碳链既具有良好的疏水性又具有很好的疏油性。若被引入聚合物涂层中后能够有效地阻隔水汽、酸碱或油脂对基体材料的腐蚀。同时，为了提高涂层和基体材料的亲和性，我们在涂层结构中引入有机硅氧烷基团。此种结构能够像船锚一样牢牢地将涂层和基底连接在一起，能够有效地防止由涂层剥离导致的防腐蚀性能劣化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种侧链硅氧烷聚合物防腐蚀涂层，所述的防腐蚀涂层由含硅氧烷基团单体以及含氟单体中的一种或几种与其他单体共聚合形成；所述的含硅氧烷基团单体的结构式如通式A所示，所述的含氟单体的结构式如通式B所示，

通式A：

通式B：

其中，X和Y分别表示O、NH、S、Se中的任一种；n₁的数值范围为1～12，n₂的数值范围为1～9。

本发明进一步解决的技术问题是，所述的其它单体包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、丙烯酸羟乙酯中的一种或几种。

本发明进一步解决的技术问题是，所述的防腐蚀涂层结构中含有硅氧烷基团，其含量为1wt％～50wt％，优选为10wt％，在此含量时涂层具有最佳的基底亲和性和韧性。