一种基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料的制备方法。本发明专利技术制成的双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润滑液在制备过程中用365nm紫外处理，其端基的香豆素基团通过光二聚作用以可逆共价键的形式与香豆素改性有机硅聚氨酯主体中的香豆素连接，从而以可逆共价键形式结合在中，有效减少润滑液在海水冲刷下的流失，克服传统润滑液注入的超润滑涂层的润滑液易流失、使用寿命短的问题。本发明专利技术利用香豆素类化合物光响应可逆二聚行为，调控双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润滑液端基在香豆素改性有机硅聚氨酯主体表面的活动性，进而调节表面润滑性能，并使涂层能够根据日间和夜间不同的污损强度，光响应性按需调节防污强度，有效提高了防污效率。有效提高了防污效率。有效提高了防污效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料的制备方法


[0001]本专利技术涉及海洋防污涂料技术，特别涉及一种基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料及制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国海洋强国战略的发展，水下机器人、无人潜航器和海洋浮标工作站等浅海设备在科研、经济等领域显现出巨大的应用潜力。然而海洋设备在海洋环境中运行时，容易受到海洋生物的污损，给人类的生产和生活带来了很大影响，造成巨大经济损失。解决海洋生物污损问题的手段中最简单也是最有效的方法就是涂覆海洋防污涂料。
[0003]国际海事组织已于2008年1月起禁止全球范围内使用难降解、具有致畸性的三丁基锡自抛光防污涂料，因此环保低表面能防污涂料受到广泛关注。润滑液体注入多孔超润滑表面(Slippery liquid
‑
infusedporous surface:SLIPS)由于具有低表面能、低杨氏模量和动态超润滑的表面而引起了持续的关注。与传统的低表面能涂层相比，注入的润滑液体形成的动态润滑层可以显著减少生物污损的附着。然而，其注入的润滑液易流失，引的防污性能下降，缩短了超润滑涂层在实际海域中的长效使用寿命。此外，传统的海洋防污涂料只有单一的防污模式，不能满足不同场合和时间的需要。因此，注入的润滑液不易流失，耐海洋环境的水流冲刷，能够响应环境刺激、按需调节超润滑涂层防污性能的响应性长效超润滑防污涂料具有巨大的研究潜力。

技术实现思路

[0004]本专利技术拟解决传统润滑液注入型超润滑防污涂料的润滑液易流失造成使用寿命缩短的问题，为克服现有技术的不足，提供一种基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料的制备方法。
[0005]为解决技术问题，本专利技术的解决方案包括如下步骤：
[0006](1)取1
‑
100重量份的单羟基香豆素类化合物、10
‑
1000重量份的环氧氯丙烷，0.1
‑
10重量份的氢氧化钾、10
‑
1000重量份的溶剂α混合，反应在50
‑
100℃下搅拌进行1
‑
10h。旋蒸除去溶剂后，同时用水和二氯甲烷洗涤并分液收集有机层，干燥后得到环氧基香豆素类化合物。
[0007](2)取1
‑
100重量份的(1)中所述制备的环氧基香豆素类化合物、10
‑
1000重量份的双氨丙基端基反应性聚二甲基硅氧烷、10
‑
1000重量份的溶剂β混合，反应在50
‑
100℃下搅拌进行1
‑
5h。旋蒸除去溶剂后，同时用水和二氯甲烷洗涤并分液收集有机层，干燥后得到双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润滑液。
[0008](3)取10
‑
1000重量份的双端基反应性聚二甲基硅氧烷、1
‑
100重量份的多异氰酸酯和10
‑
1000份的溶剂β、1
‑
50重量份的二羟基香豆素类化合物、1
‑
50重量份的多元醇或多元胺混合，在氮气氛围和60
‑
80℃条件下加热1
‑
4h形成香豆素改性有机硅聚氨酯料液。
[0009](4)在(3)所述制备的香豆素改性有机硅聚氨酯料液中继续加入1
‑
30重量份的(2)
所述制备的双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润滑液，分散混匀后以365nm紫外光照射并搅拌1
‑
4h，得到基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料。
[0010]本专利技术中，所述单羟基香豆素类化合物是指：4
‑
甲基伞形酮、5
‑
甲基伞形酮、3
‑
羟基香豆素、4
‑
羟基香豆素、6
‑
羟基香豆素、7
‑
羟基香豆素中的一种或多种的组合物。
[0011]本专利技术中，所述双氨丙基端基反应性聚二甲基硅氧烷的重均分子量为1000
‑
10000。
[0012]本专利技术中，所述双端基反应性聚二甲基硅氧烷的重均分子量为1000
‑
10000；其分子式中的双端基是指：羟丙基、氨丙基、环氧基中的一种或多种。
[0013]本专利技术中，所述多异氰酸酯是二异氰酸酯或、三异氰酸酯，具体是指：二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯中的一种或多种。
[0014]本专利技术中，所述二羟基香豆素类化合物是指：4,7
‑
二羟基香豆素、5,7
‑
二羟基香豆素、6,7
‑
二羟基香豆素、5,7
‑
二羟基
‑4‑
甲基香豆素、7,8
‑
二羟基
‑4‑
甲基香豆素、7
‑
二羟基丙基
‑4‑
甲基香豆素、7
‑
二羟基丁基
‑4‑
甲基香豆素中的一种或多种的组合物。
[0015]本专利技术中，所述多元醇或多元胺交联剂是指：丙三醇、丁二醇、三乙胺、己二胺中的一种或多种。
[0016]本专利技术中，所述溶剂α是指：水、甲醇、乙醇、N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0017]本专利技术中，所述溶剂β是指：四氢呋喃、二甲苯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种。
[0018]基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料的使用方法，包括以下步骤：
[0019]将所述防污涂料以空气喷涂的方式均匀涂覆在待喷涂表面，湿膜的涂覆厚度为100
‑
1000μm；在通风干燥的室温条件下干燥得到干燥涂膜。
[0020]本专利技术原理描述如下：
[0021]香豆素及其衍生物对紫外光具有响应作用，其吡喃环上的双键能够在365nm紫外线的作用下形成丁烷环，从而将2个香豆素单体通过共价键作用形成二聚化合物；而这种共价键又会在254nm紫外线的作用下断裂，重新形成2个独立的香豆素单体，称为香豆素对紫外响应的光二聚和光解聚作用。
[0022]基于在不同紫外线下香豆素的光二聚和光解聚作用，合成双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润滑液，共混注入香豆素改性有机硅聚氨酯中，构建制备了基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料。
[0023]双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润滑液在制备过程中的365nm紫外光照处理下，其端基的香豆素基团通过光二聚作用以可逆共价键的形式与香豆素改性有机硅聚氨酯主体中的香豆素连接，从而以可逆共价键形式结合在中，有效减少润滑液在海水冲刷下的流失。
[0024]同时涂层表面也能基于光响应调节涂层的防污性能，从而按需加强超润滑涂层的防污性能。由于日光中含有紫外线，其中含有254nm的UV，日光能够通过254nm UV作用持续破坏涂层表面前述的可逆共价键，使双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取1
‑
100重量份的单羟基香豆素类化合物、10
‑
1000重量份的环氧氯丙烷、0.1
‑
10重量份的氢氧化钾、10
‑
1000重量份的溶剂α混合，反应在50
‑
100℃下搅拌进行1
‑
10h；旋蒸除去溶剂后，同时用水和二氯甲烷洗涤并分液收集有机层，干燥后得到环氧基香豆素类化合物；(2)取步骤(1)制备的1
‑
100重量份的环氧基香豆素类化合物、10
‑
1000重量份的双氨丙基端基反应性聚二甲基硅氧烷、10
‑
1000重量份的溶剂β混合，反应在50
‑
100℃下搅拌进行1
‑
5h；旋蒸除去溶剂后，同时用水和二氯甲烷洗涤并分液收集有机层，干燥后得到双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润滑液；(3)取10
‑
1000重量份的双端基反应性聚二甲基硅氧烷、1
‑
100重量份的多异氰酸酯、10
‑
1000份的溶剂β、1
‑
50重量份的二羟基香豆素类化合物、1
‑
50重量份的多元醇或多元胺混合，在氮气氛围和60
‑
80℃条件下加热1
‑
4h形成香豆素改性有机硅聚氨酯料液；(4)在香豆素改性有机硅聚氨酯料液中继续加入1
‑
30重量份的双香豆素端基聚二甲基硅氧烷润滑液，分散混匀后以365nm紫外光照射并搅拌1
‑
4h，得到基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料。2.根据权利要求1所述的一种基于香豆素的光响应长效超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于所述单羟基香豆素类化合物是指：4
‑
甲基伞形酮、5
‑
甲基伞形酮、3
‑
羟基香豆素、4
‑
羟基香豆素、6
‑
羟基香豆素、7
‑
羟基香豆素中的一种或多种的组合物。3.根据权利要求1所述的一种基于香...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆华，佟哲名，詹晓力，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：