一种钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层及其制备方法，属海洋防污涂层领域；该制备方法包括步骤一：制备前驱体油酸铯；步骤二：制备钙钛矿；步骤三：将钙钛矿分散在甲醇中，并在搅拌下滴加1

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种海洋防污涂层领域，特别是涉及一种钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前海洋浮标常用自抛光类防污涂料或者烧蚀型防污涂料来阻碍污损生物的附着。同时浮标常常需要外加光源起到警示作用，防止海上船只发生碰撞事件。目前尚不存在兼具防污性能和发光警示作用的防污涂层。与只有百分之几到十几量子效率的传统催化剂相比，钙钛矿具有100％的光电转化率，可产生单线态氧，具有优异的杀菌能力，可用在防污领域。
[0003]然而钙钛矿在海洋防污领域应用可能存在以下技术难题：
[0004]1、钙钛矿稳定性差，遇水会发生溶解，降低杀菌能力。
[0005]2、光照不足、过强或黑暗条件下，钙钛矿的光催化防污作用下降，从而使复合涂层防污性能降低。
[0006]3、钙钛矿在防污领域应用时，没有载体的承载容易发生损耗，且常见的树脂载体无法对光催化作用起到增强作用，致使光催化效率较低。
[0007]经过检索发现，目前钙钛矿的应用比较多的是太阳能电池领域。例如中国专利文献 CN104091888A、CN104795501A、CN103915567A、CN106252512A等等，但在防污领域目前应用很少，存在着上述的技术难题。
[0008]因此，制备一种光催化剂损耗低、光催化效率高、兼具警示作用和防污作用的发光防污涂层具有重要的意义。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，为解决上述技术难题，本专利技术的目的在于提出一种钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层及其制备方法，该发光防污涂层光催化剂损耗低、光催化效率高、兼具警示作用和防污作用。
[0010]所采用的技术方案为：
[0011]本专利技术的一种钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层的制备方法，包含以下步骤：
[0012]步骤一：将反应量的碳酸铯、十八烯与油酸一起混合加入到三口瓶中，加热至120
‑
130℃真空干燥1
‑
2小时，然后在氮气保护下加热至150
‑
160℃，直到所有的碳酸铯与油酸反应完全得到产物前驱体油酸铯；
[0013]步骤二：将反应量的十八烯、油酸、油酸胺和卤化铅一起放入三口烧瓶中，加热至 120
‑
125℃真空干燥1
‑
2小时，待卤化铅完全溶解后，加热至130
‑
160℃，并迅速注入步骤一合成好的前驱体油酸铯，注入5
‑
6s后用冰浴将反应迅速冷却至室温，形成产物钙钛矿；
[0014]步骤三：将钙钛矿分散在甲醇中，并在搅拌下滴加1
‑
硫代甘油，反应12
‑
13小时得产物羟基修饰钙钛矿；
[0015]步骤四：将3
‑
二甲胺基
‑
1,2
‑
丙二醇、含氟二元醇和聚四氢呋喃醚二醇加入带有机械搅拌装置、温度计、抽气接头的三口烧瓶中，在105
‑
110℃搅拌下脱水1
‑
2h，在50
‑
60℃搅拌下滴加二异氰酸酯，混合均匀后加热至80
‑
85℃反应2
‑
3h，在40
‑
45℃搅拌下滴加1,3
‑
丙磺酸内酯，保温12
‑
13h，得到含氟两性离子聚氨酯预聚物；
[0016]步骤五：将步骤三的羟基修饰钙钛矿加入到步骤四的含氟两性离子聚氨酯预聚物中，加入扩链剂超声混合均匀，得到产物钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层。
[0017]进一步地，还包括：
[0018]步骤六：采用旋涂的方式在200
‑
600rpm范围的转速下，将产物钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层旋涂在底材上制成样片，然后将制备的样片置于室温下干燥至恒重。
[0019]进一步地，步骤一中，反应量的碳酸铯、十八烯与油酸为0.5
‑
1g碳酸铯、35
‑
50mL十八烯、与2.5
‑
3mL油酸。
[0020]进一步地，步骤二中，反应量的十八烯、油酸、油酸胺和卤化铅为5
‑
10mL十八烯、0.5
‑
1mL 油酸、0.5
‑
1mL油酸胺和0.15
‑
0.20mmo l的卤化铅。
[0021]进一步地，步骤三和步骤四同时进行，或者先进行步骤四，再进行步骤三。当然，也可以先进行步骤三，再进行步骤四。步骤三和步骤四的顺序在具体实施方案中不做限定。
[0022]进一步地，步骤二中，所述的卤化铅包括氯化铅、溴化铅、碘化铅中的一种或多种。
[0023]进一步地，步骤二中，待卤化铅完全溶解后，加热至150
‑
160℃。
[0024]进一步地，步骤四中，所述的二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。
[0025]进一步地，步骤六中，旋涂在底材上的干膜厚度为100
‑
140μm。
[0026]本专利技术的钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层，其是由上述任一方案所述的制备方法制备得到的。
[0027]本专利技术的有益效果在于：
[0028]1、本专利技术中的钙钛矿通过油酸和油胺(即油酸胺)键与聚氨酯形成共价键，结合力增强，聚氨酯对钙钛矿起到了保护作用，解决了钙钛矿遇水分解的问题；
[0029]2、钙钛矿防污涂层兼具发光警示作用和海洋防污作用，无需外加光源，节能环保；
[0030]3、聚氨酯接枝含氟两性离子树脂基体为钙钛矿提供了载体，并且树脂中的氟元素可以与与钙钛矿产生压电效应，提高了光催化效率，增强了光催化防污效果。
具体实施方式
[0031][0032]下面通过具体的实施例对本专利技术进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本专利技术，并非对本专利技术的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本专利技术的保护范围局限于此。
[0033]实施例1
[0034]a.将0.8g碳酸铯、与40mL十八烯、2.8mL油酸一起混和加入到100mL三口瓶中，加热
至120℃真空干燥1小时，然后在氮气保护下加热至150℃，直到所有的碳酸铯与油酸反应完全得到产物前驱体油酸铯；
[0035]b.将5mL十八烯、0.5mL油酸、0.5mL油酸胺和0.188mmo l的氯化铅一起放入三口烧瓶中，加热至120℃真空干燥1小时，待氯化铅完全溶解后，加热至160℃，并迅速注入合成好的产物前驱体油酸铯，注入5s后用冰浴将反应迅速冷却至室温，得到产物钙钛矿；
[0036]c.将3
‑
二甲胺基
‑
1,2
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一：将反应量的碳酸铯、十八烯与油酸一起混合加入到三口瓶中，加热至120
‑
130℃真空干燥1
‑
2小时，然后在氮气保护下加热至150
‑
160℃，直到所有的碳酸铯与油酸反应完全得到产物前驱体油酸铯；步骤二：将反应量的十八烯、油酸、油酸胺和卤化铅一起放入三口烧瓶中，加热至120
‑
125℃真空干燥1
‑
2小时，待卤化铅完全溶解后，加热至130
‑
160℃，并迅速注入步骤一合成好的前驱体油酸铯，注入5
‑
6s后用冰浴将反应迅速冷却至室温，形成产物钙钛矿；步骤三：将钙钛矿分散在甲醇中，并在搅拌下滴加1
‑
硫代甘油，反应12
‑
13小时得产物羟基修饰钙钛矿；步骤四：将3
‑
二甲胺基
‑
1,2
‑
丙二醇、含氟二元醇和聚四氢呋喃醚二醇加入带有机械搅拌装置、温度计、抽气接头的三口烧瓶中，在105
‑
110℃搅拌下脱水1
‑
2h，在50
‑
60℃搅拌下滴加二异氰酸酯，混合均匀后加热至80
‑
85℃反应2
‑
3h，在40
‑
45℃搅拌下滴加1,3
‑
丙磺酸内酯，保温12
‑
13h，得到含氟两性离子聚氨酯预聚物；步骤五：将步骤三的羟基修饰钙钛矿加入到步骤四的含氟两性离子聚氨酯预聚物中，加入扩链剂超声混合均匀，得到产物钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层。2.根据权利要求1所述的钙钛矿锚定含氟两性离子聚氨酯发光防污涂层的制备方法，其特征在于，还包括：步骤六：采用旋涂的方式在200

【专利技术属性】
技术研发人员：王君，张琳琳，陈蓉蓉，唐嘉玮，刘培礼，于静，刘婧媛，朱佳慧，刘琦，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：