[发明专利]用于水利工程的劣化免疫仿生防护涂层及其制备方法

权利要求书

1.用于水利工程的劣化免疫仿生防护涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）混凝土表面预处理：（1a）对混凝土表面进行处理，使混凝土表面干净、平整，并达到一定的表面粗糙度；（1b）采用硅烷乳液对混凝土表面进行浸渍，浸渍期间混凝土表面的温度为5-40℃，混凝土浸渍的深度为1-4mm；

（2）制备非特异性自修复应力免疫层：步骤（1）的混凝土预处理完成后，加热至25-60℃后喷涂底漆，得到非特异性自修复应力免疫层；所述底漆成膜的厚度为250-1000μm；所述底漆为环氧树脂，制备方法如下：（2a）制备GO改性的聚脲基双壁微胶囊；（2b）制备聚多巴胺微球；（2c）制备自修复环氧粉末或者环氧溶液：将步骤（2a）得到的GO改性的聚脲基双壁微胶囊、步骤（2b）得到的聚多巴胺微球和环氧树脂固化剂I加入粉末状的环氧树脂中并分散均匀，得到自修复环氧粉末；或者将步骤（2a）得到的GO改性的聚脲基双壁微胶囊、步骤（2b）得到的聚多巴胺微球加入到环氧树脂溶液中，高速分散使体系混合均匀；分散完成后加入环氧树脂固化剂II，搅拌均匀，得到自修复环氧溶液；制备自修复环氧粉末或者自修复环氧溶液中，所述聚多巴胺微球、GO改性的聚脲基双壁微胶囊的添加量均为环氧树脂的0.5-10wt%；

（3）制备非特异性损伤自分化免疫层：底漆喷涂完成后，保持表面温度不低于30℃，立刻进行面漆的喷涂，得到非特异性损伤自分化免疫层，从而完成劣化免疫仿生防护涂层的制备；所述面漆成膜的厚度为100-2000μm；所述面漆为二维材料复合聚氨酯/聚脲溶液，制备方法如下：将聚醚、溶剂I和乳化剂混合均匀，在100-120℃下真空脱水1-3h，然后冷却至20-65℃，缓慢加入异氰酸酯单体，预聚5-60min得到预聚物；将二维材料、紫外光稳定剂、热稳定剂、聚酯多元醇和胺类扩链剂加入到溶剂II中混合均匀，再加入到前述预聚物中，保温反应0.5-3h，得到二维材料复合聚氨酯/聚脲溶液；其中，所述的聚酯多元醇-胺类扩链剂的羟基与“羟基+氨基”的官能团当量比为（0-0.37）:1或（0.48-1）:1，所述反应体系中—NCO与“羟基+氨基”的官能团当量比为（1.05-1.2）:1；所述面漆的涂层基体是纯聚氨酯、半聚氨酯半聚脲或纯聚脲。

2.根据权利要求1所述的用于水利工程的劣化免疫仿生防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述二维材料的用量为异氰酸酯单体的0.5~15wt%，所述紫外光稳定剂的用量为异氰酸酯单体的0.01-1wt%，所述热稳定剂的用量为异氰酸酯单体的0.05-5wt%。

3.根据权利要求2所述的用于水利工程的劣化免疫仿生防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述面漆的涂层基体中，以聚氨酯为主体时，所用的聚醚为聚醚多元醇；以聚脲为主体时，所用的聚醚为聚醚胺。

4.根据权利要求3所述的用于水利工程的劣化免疫仿生防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1b）所述的硅烷乳液通过硅烷单体水解得到；所述硅烷单体为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的用于水利工程的劣化免疫仿生防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（2b）所述聚多巴胺微球的制备方法具体为：采用水相氧化法制备聚多巴胺，将一定浓度的乙醇溶液和氨水在40-50℃下搅拌，加入一定量的多巴胺盐酸盐溶液，搅拌反应8~10h；反应完成后离心、洗涤，得到聚多巴胺微球。

6.根据权利要求3所述的用于水利工程的劣化免疫仿生防护涂层的制备方法，其特征在于：步骤（2c）所述环氧树脂的型号为E-44、E51或E-54；所述环氧树脂固化剂I为双氰胺、双氰胺衍生物、酸酐、咪唑、环醚和酚醛树脂中的一种或几种；所述环氧树脂固化剂II为聚酰胺树脂、乙二胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐中的一种或几种。