[发明专利]螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法

说明书

本发明公开了螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法，包括如下步骤：S1、两亲性高分子材料的制备；S2、金属材料活化；S3、表征与测试，本发明公开一种螺旋桨用两亲性防污、防腐材料及其制备方法，提出了解决螺旋桨防污问题的新原理和新方法，在不锈钢、铜合金表面上接枝PEG刷，有望将螺旋桨的防污和防空泡腐蚀问题一并加以解决，螺旋桨特别是快艇螺旋桨体积不大，所需的表面接枝反应池也无需很大，很容易实现在其表面接入PEG刷，因此本发明易于推广应用。

技术领域

本发明涉及两亲性高分子材料技术领域，具体为螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法。

背景技术

船舶在海洋环境之中，特别是长时间停泊，船体水线以下部位的容易寄生海生物，船体表面附着海生物后,不仅会使船舶航速降低,燃油消耗量增加,而且海生物附着还会产生有机酸,使船体的腐蚀程度加剧,使用寿命显著缩短，据报道受到海生物污损的船舶的平均航速下降约5%以上，最严重的下降可达25%，为了降低船体部分海生物的寄生,涂装防污涂料是解决海生物寄生问题的最廉价、最有效和最方便的途径，但对于经常受到磨损、冲刷的部位如螺旋桨,防污涂料会很快脱落，因此用涂装防污涂料的方法无法解决其防污问题；

螺旋桨是船舶航行的推进器，船舶航行时，螺旋桨高速转动，会引起高速水流的冲刷和泥砂的摩擦，海生物很难在其表面上附着，但舰船停泊期间，海生物常在螺旋桨表面上附着，并且这种附着往往是结合很牢固，难以靠转动剪切力、水流冲刷或泥砂摩擦来剥离，海生物在螺旋桨表面上的附着,使螺旋桨表面粗糙度增加,推进效率降低,使航速下降,燃料消耗增加；

螺旋桨的防污是一个有待解决的难题，到目前为止，人们主要是从材料组成设计的角度入手，通过调整铜合金的组分来制备防污性能较好的铜合金螺旋桨，但这要求铜合金有一定的腐蚀速率，以保证一定量的铜离子析出起到防污作用，也可能因腐蚀产物的屏蔽作用而丧失防污功能，因此，无法彻底地根除海生物的寄生问题，再说目前大型船舶和快艇的螺旋桨一般由不锈钢材料制造，其余一般由普通的铜合金材料制造，如何提高它们的防污性能是急需解决的问题，本发明另辟蹊径，通过在不锈钢和铜合金表面接枝亲水性聚合物—聚乙二醇(PEG)，得到纳米厚度的聚合物刷，用来阻隔海生物在金属表面的附着，起到防污作用，有研究表明，在酸性介质中加入PEG后，因碳钢表面吸附的PEG能缓冲空泡破裂对碳钢的冲击作用，使碳钢的空泡腐蚀性能明显提高，因此在螺旋桨表面接枝PEG刷还有可能提高螺旋桨的抗空泡腐蚀能力，综上所述，本发明对解决螺旋桨的防污和防空泡腐蚀问题具有十分重要的理论和实际意义，能提高现行船用螺旋桨的防污和防空泡腐蚀性能，延长螺旋桨的维修周期和寿命,产生显著的经济效益。

发明内容

本发明提供螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法，包括如下步骤：

S1、两亲性高分子材料的制备：在带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口瓶中加入0.2molTDI，加热至50℃，然后滴加在0.2mol聚乙二醇单甲醚-丙酮混合溶液中，升温至60℃，反应2h，得到预聚物并测定其NCO含量；

在另一带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口瓶中加入0.2mol聚醚胺，在室温下，将上述制备的预聚物滴加到三口瓶中，升温至60℃，反应2h，通过红外光谱检测NCO特征峰消失，再通过滴液漏斗逐步滴加0.2mol或者0.4molKH560，在反应温度下继续反应一段时间，当红外光谱检测环氧基特征峰消失时，减压抽出溶剂，得到预计产物，分别为两亲性单硅烷、两亲性双硅烷，将其依次命名为硅烷1号、2号；

S2、金属材料活化；

S3、表征与测试。

进一步的，所述S2中金属材料活化包括：

1）、洗液的配制：