一种新型水凝胶防污涂层制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型水凝胶防污涂层制备方法，将PVA、二甲基亚砜和去离子水混合、搅拌、溶解完全制成PVA凝胶；将50克PVA凝胶放入含KPS的AAm溶液中进行浸泡，得到PVA/PAAm双网络结构的水凝胶；放入去离子水中浸泡、干燥、粉碎，用乙醇清洗，干燥做成微粉，将环氧树脂加入消泡剂快速搅拌，再将水凝胶微粉共混快速搅拌均匀，再加入环氧树脂固化剂搅拌得到水凝胶防污涂层。本发明专利技术的有益效果是本发明专利技术的水凝胶去污涂层防污性能高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化合物
，涉及。
技术介绍
海洋生物污损给船舶和海洋设施带来极大的危害，仿生防污方法因具有安全环保 和高效性等优点受到广泛重视。利用水凝胶材料模拟海豚和海洋鱼类等海洋生物皮肤表面 高含水、低弹性模量（柔软）和低摩擦系数的黏液层来防止海洋生物污损，被认为是一种革 命性的新方法。然而，水凝胶材料的低强度和低附着力严重制约了它的应用。 海豚终日生活在海水中，但是其皮肤表层却不附着任何的污损海洋生物，研宄表 明是由于其皮肤表层凸起的绒毛结构能够持续分泌水凝胶黏液，能够通过新陈代谢更新表 层，脱除表面黏附物，从而达到抗污损生物粘附的效果。 我国在利用水凝胶防止生物污损方面的研宄处于起步阶段。董晶研宄发现离 子型水凝胶比非离子型水凝胶具有更好的防附着能力，其中阳离子聚氯化三甲基-3-丙烯 酰胺丙基胺（PDMPAA-Q)水凝胶，效果最理想，其孢子附着量最少，且配子体数、排卵量以 及萌发率均为零，适合做防污材料。中国海洋大学与青岛海洋腐蚀与防护技术国防重点实 验室 联合将聚丙烯酰胺和有机硅树脂的物理共混物（COP)和聚合物（PAS)，分别加入有 机硅树脂中制成涂层，模拟了鲨鱼表皮黏液层状态，具有一定防污效果。中科院江雷 课 题组研宄制备了具有微纳分级结构，超疏油特性的仿生鱼皮水凝胶表面，期望实现优异的 防污性能。以上研宄没有深入探讨水凝胶材料的防污机制，也没有考虑如何解决水凝胶附 着力和强度差的问题。在我国水凝胶这一革命性的防污材料与实海应用还相距甚远。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水凝胶新型防污涂层制备方法，解决了现有的水凝胶 去污涂层材料强度和附着力低，防污性能低的问题。 本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行： 步骤1、按照PVA、二甲基亚砜和去离子水质量比7 :2 :1的比例混合，在搅拌条件 下，置于100-1KTC的恒温加热套中溶解完全，放入-18°C的冰箱里，冷冻20h，在室温下解 冻4h，制成PVA凝胶； 步骤 2、将 50 克 PVA 凝胶放入含 KPS (n (KPS) /n (AMPS) = 1 % 的 AAm 溶液 500mL 中 进行浸泡，使AAm进入第一层网络中，在环境温度为4°C下浸泡24h至平衡为止，随后取出 放入由玻璃板和硅胶板组成的容器中，放入恒温50°C无氧条件下反应15h后得到PVA/PAAm 双网络结构的水凝胶； 步骤3 :将水凝胶放入去离子水中浸泡7天，在这个过程中需要定时去更换去离子 水来除去凝胶中含有的未反应的单体； 步骤4 :当浸泡的水凝胶吸水饱和后，干燥24小时，干燥好的水凝胶进行粉碎，用 乙醇清洗，放进超声波清洗机内清洗30min，主要是去除水凝胶微粉表面的油垢等杂质，然 后取出将水凝胶微粉放在80°C的恒温鼓风干燥箱干燥24小时； 步骤5 :将环氧树脂100克加入消泡剂0. 55克快速搅拌，再将水凝胶微粉20克共 混快速搅拌20min，使相互混合均匀，再加入环氧树脂固化剂10克快速搅拌5min，然后放置 5min待其完全没有气泡，得到水凝胶防污涂层。 本专利技术的有益效果是本专利技术的水凝胶去污涂层防污性能高。【附图说明】 图1为吸水粉改性涂层静态浸泡质量变化；（a)粒径0. 38mm吸水粉；(b)粒径 0. 25mm吸水粉；（c)粒径0. 075mm吸水粉； 图2为粒径为0. 38mm吸水粉改性涂层摩擦系数对比图； 图3为粒径为0. 25mm吸水粉改性涂层摩擦系数对比图； 图4为粒径为0. 75mm吸水粉改性涂层摩擦系数对比图。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。 一种新型水凝胶防污涂层的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行： 步骤1、按照PVA、二甲基亚砜和去离子水质量比7 :2 :1的比例混合，在搅拌条件 下，置于100-1KTC的恒温加热套中溶解完全，放入-18°C的冰箱里，冷冻20h，在室温下解 冻4h，制成PVA凝胶； 步骤 2、将 50 克 PVA 凝胶放入含 KPS (n (KPS) /n (AMPS) = 1 % 的 AAm 溶液 500mL 中 进行浸泡，使AAm进入第一层网络中，在环境温度为4°C下浸泡24h至平衡为止，随后取出 放入由玻璃板和硅胶板组成的容器中，放入恒温50°C无氧条件下反应15h后得到PVA/PAAm 双网络结构的水凝胶； 步骤3 :将水凝胶放入去离子水中浸泡7d(天），在这个过程中需要定时去更换去 离子水来除去凝胶中含有的未反应的单体； 步骤4 :当浸泡的水凝胶吸水饱和后，干燥24小时，干燥好的水凝胶进行粉碎，用 乙醇清洗，放进超声波清洗机内清洗30min，主要是去除水凝胶微粉表面的油垢等杂质，然 后取出将水凝胶微粉放在80°C的恒温鼓风干燥箱干燥24小时； 步骤5 :将环氧树脂100克加入消泡剂0. 55克快速搅拌，再将水凝胶微粉20克共 混快速搅拌20min，使相互混合均匀，再加入环氧树脂固化剂10克快速搅拌5min，然后放置 5min待其完全没有气泡，得到水凝胶防污涂层。 本专利技术水凝胶防污涂层的特点是：①具有超亲水和吸水性能可使涂层在海水中呈 现为水膜状态，防污性能提高可预见；②涂层制备工艺简单且原料安全无毒，符合环保要 求，并且适合舰船和水下设施等大型涉海结构的表面施工；③解决了水凝胶层附着力差的 问题，能够在海水冲刷、温差较大和干湿交替等复杂恶劣的海洋环境长期使用；④能够与现 有高性能有机防污涂层结合使用，高效复合现有防污技术。 本专利技术涂层性能检测结果如表1所示。 表 1【主权项】1. ，其特征在于：按照以下步骤进行： 步骤1、按照PVA、二甲基亚砜和去离子水质量比7 :2 :1的比例混合，在搅拌条件下，置 于100-1KTC的恒温加热套中溶解完全，放入-18°C的冰箱里，冷冻20h，在室温下解冻4h， 制成PVA凝胶； 步骤2、将50克PVA凝胶放入含KPS (n (KPS) /n (AMPS) = 1 %的AAm溶液500mL中进行 浸泡，使AAm进入第一层网络中，在环境温度为4°C下浸泡24h至平衡为止，随后取出放入由 玻璃板和硅胶板组成的容器中，放入恒温50°C无氧条件下反应15h后得到PVA/PAAm双网络 结构的水凝胶； 步骤3 :将水凝胶放入去离子水中浸泡7天，在这个过程中需要定时去更换去离子水来 除去凝胶中含有的未反应的单体； 步骤4 :当浸泡的水凝胶吸水饱和后，干燥24小时，干燥好的水凝胶进行粉碎，用乙醇 清洗，放进超声波清洗机内清洗30min，主要是去除水凝胶微粉表面的油垢，然后取出将水 凝胶微粉放在80°C的恒温鼓风干燥箱干燥24小时； 步骤5 :将环氧树脂100克加入消泡剂0. 55克快速搅拌，再将水凝胶微粉20克共混快 速搅拌20min，使相互混合均勾，再加入环氧树脂固化剂10克快速搅拌5min，然后放置5min 待其完全没有气泡，得到水凝胶防污涂层。【专利摘要】本专利技术公开了，将PVA、二甲基亚砜和去离子水混合、搅拌、溶解完全制成PVA凝胶；将50克PVA凝胶放入含KPS的AAm溶液中进行浸泡，得到PVA/PAAm双网络结构的水凝胶；放入去离子水中浸泡、干燥、粉碎，用乙醇清洗，干燥做成微粉，将环氧树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型水凝胶防污涂层制备方法，其特征在于：按照以下步骤进行：步骤1、按照PVA、二甲基亚砜和去离子水质量比7：2：1的比例混合，在搅拌条件下，置于100‑110℃的恒温加热套中溶解完全，放入‑18℃的冰箱里，冷冻20h，在室温下解冻4h，制成PVA凝胶；步骤2、将50克PVA凝胶放入含KPS(n(KPS)/n(AMPS)＝1％的AAm溶液500mL中进行浸泡，使AAm进入第一层网络中，在环境温度为4℃下浸泡24h至平衡为止，随后取出放入由玻璃板和硅胶板组成的容器中，放入恒温50℃无氧条件下反应15h后得到PVA/PAAm双网络结构的水凝胶；步骤3：将水凝胶放入去离子水中浸泡7天，在这个过程中需要定时去更换去离子水来除去凝胶中含有的未反应的单体；步骤4：当浸泡的水凝胶吸水饱和后，干燥24小时，干燥好的水凝胶进行粉碎，用乙醇清洗，放进超声波清洗机内清洗30min，主要是去除水凝胶微粉表面的油垢，然后取出将水凝胶微粉放在80℃的恒温鼓风干燥箱干燥24小时；步骤5：将环氧树脂100克加入消泡剂0.55克快速搅拌，再将水凝胶微粉20克共混快速搅拌20min，使相互混合均匀，再加入环氧树脂固化剂10克快速搅拌5min，然后放置5min待其完全没有气泡，得到水凝胶防污涂层。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛丽莉，薛立莹，李希川，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23