[发明专利]一种侧链可降解聚氨酯及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种侧链可降解聚氨酯及其制备方法和应用，涉及海洋防污材料技术领域。本发明提供的一种侧链可降解聚氨酯及其制备方法和应用，通过聚醚二元醇与二异氰酸酯反应，形成端基为异氰酸酯的链段，再将其与带羧基二元醇反应，通过扩链剂制备成侧链含羧基的聚氨酯，最后通过氢氧化铜中和制备成侧链可降解聚氨酯，从而将降解方式主要为主链降解的聚氨酯改性为降解方式主要为侧链水解方式的侧链可降解聚氨酯，从而解决了海洋防污涂料在海洋设备表面附着强度低，防污效果差，防污持久性低的技术问题，达到提高海洋防污涂料在海洋设备表面附着强度，提高防污效果和防污期效综合性能的技术效果。

技术领域

本发明涉及海洋防污材料技术领域，特别涉及一种侧链可降解聚氨酯及其制备方法和应用。

背景技术

随着世界经济的发展，人类加大了海洋资源开发及海洋经济发展，但海洋防污问题一直影响海洋经济的发展。针对海洋污染物对海洋工程及船舶带来的危害，目前最有效的方式是海洋设备表面涂刷海洋防污涂料。其中丙烯酸自抛光海洋防污涂料占据主导地位，该涂层主要通过丙烯酸树脂侧链的酯键在海水中逐步水解，使防污涂层具有一定的亲水性，同时在海水的持续浸泡及冲刷作用下，涂层表面自更新，促使防污剂稳定释放，从而使海洋污损生物难以附着，达到海洋防污的效果。

由于丙烯酸树脂的特殊结构，使其与防腐涂层的附着强度较差，因此在防污涂层施工之前喷涂一层连接漆，极大的增加了应用成本。与此同时丙烯酸树脂的“热粘冷脆”，极大地限制了丙烯酸自抛光防污涂层的应用。

为了解决这类问题，现有技术采用可降解聚氨酯替代丙烯酸树脂进行海洋防污材料的制备。比如，中国专利CN107163224A公开了一种生物降解型高分子海洋防污材料，具有较好的机械性能及一定的防污效果；中国专利CN102731745A公开了一种降解型聚氨酯海洋防污材料，具有较好的力学性能及一定的防污效果；中国专利CN109337565A主要制备了双组分可降解聚氨酯防污涂层，不需要连接漆，可直接喷涂于防腐涂层表面，且具有一定的防污效果。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

使用可降解聚氨酯替代丙烯酸树脂制备得到的海洋防污涂料，其在海洋设备表面形成的海洋防污涂层的总体防污期效远不如丙烯酸防污涂层的防污期效。

发明内容

针对相关技术存在的上述问题，本发明提供了一种侧链可降解聚氨酯及其制备方法和应用，通过配方设计及工艺优化，在聚氨酯侧链中引入羧基基团，再将羧基基团与氢氧化铜及有机酸中和，形成侧链可水解链段，制备得到的侧链可降解聚氨酯具有较好的机械性能，使用该侧链可降解聚氨酯制备得到的海洋防污涂料与防腐涂层具有良好的附着强度，同时具有可控的降解性能，使防污剂可控释放，达到优良的海洋防污效果。本发明的技术方案如下：

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种侧链可降解聚氨酯的制备方法，所述方法包括：

将10~25份聚醚二元醇溶于第一溶剂得到反应溶液，然后将所述反应溶液升温至110 ~120°C，采用冷凝回流方式除水后保温静置处理1~2h，所述第一溶剂包括二甲苯、甲苯中的至少一种；

将保温静置处理后的所述反应溶液降温至60~90°C，然后将20~60份二异氰酸酯和0.1~0.3份催化剂加至所述反应溶液，保持60~90°C的反应温度反应2~4 h后，将5~15份带羧基二元醇加至所述反应溶液，继续保持60~90°C的反应温度反应2~4 h；