[发明专利]防污防腐导电高分子材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防污防腐导电高分子材料及其制备方法，由底部的材料基底和表面导电共聚物组成，导电共聚物包括如下重量份的原料通过共聚合反应制成：两性离子改性导电聚合物和邻二苯酚基团改性导电聚合物共聚制备而成。本发明的防污防腐导电高分子涂层是一种同时紧密粘附基底和具有防腐防污功能的导电高分子涂层，采用两性离子改性导电聚合物单体和二羟基苯基改性导电聚合物单体共聚，结合了导电高分子的防腐性能，两性离子的抗蛋白粘附特性和邻苯二酚基团极强的基底粘附性能，所制备涂层不仅拥有优秀的抗蛋白、细胞粘附能力，还具有优异的防腐性能和基底的粘附性能。本发明涂层制备工艺简单、用途广泛，具有很高的应用前景，适用于实际生产。

技术领域

本发明涉及一种防腐防污涂层及其制备方法，应用于材料防腐防污涂层技术领域和海洋防护技术领域。

背景技术

开发利用海洋资源是如今各国发展的重中之重。我国是海洋大国，海域辽阔，海洋已成为我国经济社会发展的必然选择和重要空间。目前，海洋装备如船舶、海洋水上水下设施等在长期应用中普遍面临着两大问题，即海水的腐蚀与海洋生物的粘附污损。海水是强烈的天然腐蚀介质，盐浓度高达3.5％，富氧，加之海浪冲击和阳光照射，海洋腐蚀环境极为严苛，会对设备造成严重损耗；同时，海洋生物包括海洋微生物和动、植物等，会粘附于船体或海洋设施表面生长，形成的生物污垢。其会增加船舶航行阻力，导致海洋装备金属表面腐蚀加快，堵塞核电站冷热交换管道，降低海洋装备使用寿命。据不完全统计，每年全世界因海洋腐蚀和生物污损造成的经济损失达到上百亿美元。随着航运事业的发展和海洋开发的日益增加，海洋腐蚀与污损带来的问题将越来越多。

导电高分子用于海洋防腐领域可以追溯到上世纪八十年代，在将近四十年不断探索和研究中，导电高分子在海洋防腐领域取得了飞速的发展。导电聚合物涂层不但结合了导电性、环境稳定性及可逆的氧化还原特性等物理化学性能，而且能使金属表面活性钝化而防腐；其不但对腐蚀介质物理隔离，而且能有效的把金属腐蚀限制在涂层界面上，并改变金属的腐蚀电位，所以导电高分子涂层在海洋防腐方面具有巨大的优势。尽管导电高分子在海洋防腐方面优势明显，但仍有某些问题和限制。一个主要的问题就是导电高分子涂层与各种基底的粘附性较差，在漫长的过程中导电高分子涂层非常容易从基底脱落，无法满足长期使用的需求。而另一方面导电高分子涂层存在非特异性粘附现象，蛋白，细胞和微生物等会大量在材料表面粘附，因而不具有海洋生物防污性能。通过大量研究表明，两性离子由于其优异的超亲水特性，可有效抵抗蛋白和细菌吸附。对导电高分子进行两性离子基团改性，可以赋予导电高分子材料对蛋白、细胞等优异的抗粘附性能，具有海洋防污应用的极大潜力。但是导电高分子涂层与基底的粘附性能仍未得到改善，难以真正的实际应用。因此，如何增强导电高分子涂层与基底的粘附性能，并使其拥有优异的防污防腐蚀性能已成为其亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种防污防腐导电高分子涂层及其制备方法。本发明的防污防腐导电高分子涂层是一种能紧密粘附在基底的具有防腐防污功能的导电高分子涂层。通过大量研究表明，两性离子由于其优异的超亲水特性，可有效抵抗蛋白和细菌吸附，作为抗生物污损材料具有巨大的潜力；邻苯二酚基团可以强力地粘附在各种有机和无机基底。无论是在固体表面还是在湿润的水下环境，其都可以达到非常好的粘附性能，近几年来邻苯二酚基团依靠其干湿态强力的粘附性能已经在许多领域得到了广泛应用。因此，本发明采用两性离子基团改性导电聚合物单体，结合了导电高分子的防腐性能和两性离子的超亲水特性，实现了涂层不仅具有优异的防腐性能，而且拥有优秀的抗蛋白，细胞和微生物非特异性粘附能力。同时采用邻苯二酚基团及其衍生物改性导电聚合物单体，用于增强涂层与基底的粘附性，然后将两者进行共聚，最终得到所需的防腐防污导电高分子涂层。本发明涂层制备工艺简单、用途广泛，具有很高的应用前景，适用于实际生产。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防污防腐导电高分子材料，具有能增强材料与基底粘附性的邻苯二酚及其衍生物基团。

优选防污防腐导电高分子材料，具有能抗蛋白、微生物和细胞粘附的基团。