一种降解型海洋防污材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种降解型海洋防污材料及其制备方法与应用。本发明专利技术通过可控降解多元醇和异氰酸酯以及扩链剂反应形成多嵌段共聚物，其能在海水中发生降解从而刷新出新的表面，使粘附的海洋生物脱落，可应用于制备海洋防污涂层。本发明专利技术通过调节聚合物的组成和配比来控制多元醇的结晶性、亲/疏水性，从而有效调控其降解性能；另外，异氰酸酯和扩链剂的引入可以在保证降解性能可控的前提下结合聚氨酯优异的力学性能和粘附力。本发明专利技术的降解型海洋防污材料可溶于常规二甲苯或者与醇类溶剂中，具有良好的表面自更新性能和力学性能，不含有任何防污剂。该方法工艺简单，成本较低，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料化学领域，涉及海洋防污材料及其制备方法，具体涉及ー种降解型海洋防污材料及其制备方法与应用。
技术介绍
海洋生物污损是指海洋微生物、植物、动物在被海水浸没的设施表面不断粘附繁殖而造成的生物污染，给海洋运输和海洋资源的勘探、开发、利用等造成巨大的危害。例如在船舶和海洋养殖业中，海洋生物污损严重影响船舶航行速度和网箱养殖生产效率，増加燃料消耗和ニ氧化碳排放量，加剧全球温室效应。随着海洋环保法规的日益严格，海洋防污材料已经从含汞、铅、DDT等剧毒性材料， 有机锡自抛光防污材料发展到目前占据主导地位的无锡自抛光防污材料。它克服了传统有机锡自抛光涂料毒性高的缺点，同时又具有自抛光防污涂料的优点，通过涂层在海水中进行离子交換作用使得聚合物溶解，释放防污剂起到防污效果。这类材料主要有丙烯酸铜聚合物、丙烯酸锌聚合物和丙烯酸硅烷酯聚合物自抛光涂料。但是其对航速有一定依赖性，由于静态时海水的冲刷作用较小，更新效果差，导致防污效果不理想。另外这类材料使用时需要结合氧化亚铜类防污剂，尽管铜的危害不及有机锡，但仍会在海洋中特别是海港中大量积聚，导致海藻等生物的大量死亡，进而破坏生态平衡。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有材料和技术的不足，提供一种降解型海洋防污材料及其制备方法与应用。本专利技术的降解型海洋防污材料的性能可控，涂层的降解性能和力学性能具有可调节性，从而满足不同的应用需要。为了达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案 一种降解型海洋防污材料，是由可控降解多元醇，ニ异氰酸酯和小分子扩链剂交替共聚构成的多嵌段聚合物。所述可控降解多元醇为聚次こ基碳酸酯、聚(1，3_三亚甲基碳酸酷)、聚(己内酷-こ交酷)、聚(己内酷-丙交酷)、聚(已内酷-こニ醇)、聚(丙交酷-こ交酷)、聚(丙交酷-こニ醇)、聚3-羟基丁酸酷、聚(3-羟基丁酸酷-co-3-羟基戊酸酷)、聚己ニ酸こニ醇酯、聚己ニ酸ニこニ醇酯、聚己ニ酸丁ニ醇酯、聚己ニ酸己ニ醇酯、聚丁ニ酸丁ニ醇酷、聚原酸酷、聚酸酐、聚磷酸酷、聚こニ醇、聚己内酷、聚丙交酯或聚こ交酯中的ー种或两种以上，分子量为I X IO2 I X IO6O所述ニ异氰酸酯为ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯(简称MDI)、赖氨酸ニ异氰酸酯(简称LDI)、甲苯ニ异氰酸酯(简称TDI)、异佛尔酮ニ异氰酸酯(简称iroi)、六亚甲基ニ异氰酸酷(简称=HDI)或ニ环己基甲烷ニ异氰酸酯(简称HMDI)中的ー种或两种以上。所述扩链剂包括大分子扩链剂和小分子扩链剂；所述大分子扩链剂为羟基丙烯酸树脂；所述小分子扩链剂为低分子ニ元醇或低分子ニ元胺中的ー种或两种以上。所述低分子ニ元醇为含碳原子2 10的脂肪族ニ元醇，包括こニ醇、1，4_ 丁ニ醇、1，3_丙三醇、ニ羟甲基丙酸或甲基ニこ醇胺；所述低分子ニ元胺为含碳原子2 10的脂肪族ニ元胺，包括こニ胺、I，4-丁ニ胺、こニ氨基こ磺酸钠或ニこ烯三胺。本专利技术还提供一种降解型海洋防污材料的制备方法，包括以下步骤向预先脱水处理的可控降解多元醇中加入溶剂和ニ异氰酸酷，在惰性气体保护下于6(T12(TC搅拌反应(Tl20min，再加入扩链剂和催化剂，升温至6(Tl20°C继续搅拌反应3飞h，得到的聚合物即为降解型海洋防污材料； 所述各物质的重量百分比为可控降解多元醇4(Γ80%，ニ异氰酸酯 和扩链剂合计2(Γ60%;并且ニ异氰酸酯的物质的量与可控降解多元醇和扩链剂的物质的量之和的比值为I.(Tl. 3。所述催化剂为二月桂酸ニ丁基锡、辛酸亚锡或三亚こ基ニ胺中的ー种或两种以上；所述催化剂的用量为可控降解多元醇、ニ异氰酸酯和扩链剂的总质量的O. 02 2%。所述溶剂为四氢呋喃、ニ甲基甲酰胺、ニ甲基こ酰胺、こ酸こ酷、甲苯、ニ甲苯、丙酮或正丁醇中的ー种或两种以上。所述脱水处理的温度为8(Tl50°C，时间为2 4h。所述惰性气体为氩气或氮气。本专利技术还提供一种降解型海洋防污材料在制备防污涂料中的应用。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和有益效果 (1)本专利技术的降解型海洋防污材料是通过异氰酸酯和可控降解多元醇反应形成的多嵌段共聚物，其能在海水中发生降解从而刷新出新的表面，使粘附的海洋生物脱落，达到防污的目的； (2)本专利技术的降解型海洋防污材料可以通过调节聚合物的组成和配比来控制多元醇的结晶性、亲/疏水性从而有效的对其降解性能进行调控； (3)本专利技术中，异氰酸酯和扩链剂的引入可以在保证降解性能可控的前提下结合聚氨酯优异的力学性能和粘附カ； (4)本专利技术的降解型海洋防污材料可溶于常规ニ甲苯或者与醇类溶剂中，具有良好的表面自更新性能和力学性能，同时不含有任何防污剂； (5)本专利技术的制备方法エ艺简单，成本较低，适合エ业化生产，制备的材料在海洋防污涂层领域具有很好的应用前景。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进ー步说明，但本专利技术要求保护的范围并不仅限于此。实施例I 将125g端羟基的聚次こ基碳酸酯(分子量约为2000)加入带有搅拌器和温度计的三ロ瓶中，120°C脱水2h，降温至60°C，加入300ml ニ甲苯和96g ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯，氮气保护下搅拌反应30min ;然后向烧瓶中加入29g 1,4-丁ニ醇和O. 5g 二月桂酸ニ丁基锡,升温到70°C，继续搅拌反应5h，得到降解型海洋防污材料。将实施例I制备的防污材料涂在环氧玻璃纤维板上，经浅海挂板6个月后，检测，结果显示无海洋生物生长。实施例2 将250g端羟基的聚(已内酯-こニ醇)(分子量约为2000)加入带有搅拌器和温度计的三ロ瓶中，80°C脱水4h，降温至80°C加入200ml正丁醇和60 g赖氨酸ニ异氰酸酷，氮气保护下搅拌反应60min ;反应结束后向烧瓶中加入Ilg 1，4_ 丁ニ醇和I. Og辛酸亚锡，升温到90°C，继续搅拌反应3h，得到降解型海洋防污材料。将实施例2制备的防污材料涂在环氧玻璃纤维板上，经浅海挂板10个月后，检测，结果显示无海洋生物生长。实施例3 将IOOg聚(己内酷-丙交酷)(分子量约为5000)加入带有搅拌器和温度计的三ロ瓶中，150°C脱水2h，降温至70°C加入200ml四氢呋喃和6. 72g六亚甲基ニ异氰酸酷，氩气保护下搅拌反应60min ;反应结束后向烧瓶中加入IOOg羟基丙烯酸树脂和2. 4g 二月桂酸ニ丁基锡，升温到90°C，继续搅拌反应4h，得到降解型海洋防污材料。实施例4 将150g聚3-羟基丁酸酯(分子量约为10000)加入带有搅拌器和温度计的三ロ瓶中，120°C脱水3h，降温至60°C，加入150ml ニ甲基こ酰胺和7. 5g ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯，氮气保护下搅拌反应90min ;反应结束后向烧瓶中加入IOOg羟基丙烯酸树脂和3g 二月桂酸ニ丁基锡，升温到70°C，继续搅拌反应3h，得到降解型海洋防污材料。实施例5 将90g聚己ニ酸丁ニ醇酯加入带有搅拌器和温度计的三ロ瓶中，120°C脱水2h，降温至60°C，加入200ml丙酮和25g ニ苯基甲烷ニ异氰酸酯，氮气保护下加入6g ニ羟甲基丙酸和O. 4g辛酸亚锡，60°C继续搅拌反应5h，得到降解型海洋防污材料。实施例6 将84g聚丁ニ酸丁ニ醇酯和聚こニ醇的混合物加入带有搅拌器和温度计的三ロ瓶中，120°C脱水2h，降温至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降解型海洋防污材料，其特征在于，是由可控降解多元醇，二异氰酸酯和扩链剂交替共聚构成的多嵌段聚合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张广照，马春风，徐立国，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：