[发明专利]一种纳米化液态金属自修复防污涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米化液态金属自修复防污涂层及其制备方法，属于海洋防腐与防污材料技术领域。通过盐酸多巴胺对镓基液态金属进行表面修饰，防污液态金属颗粒的制备，商用涂层与防污液态金属颗粒的结合得到纳米化液态金属自修复防污涂层。该制备方法所用原料易得，合成成本低、操作方法简单，适用范围广，本发明制备的纳米化液态金属防污涂层具有良好的抗菌及防藻类粘附效果，且具有自修复的作用。

技术领域

本发明属于海洋防腐与防污材料技术领域，具体涉及一种纳米化液态金属自修复防污涂层及其制备方法。

背景技术

随着我国海洋事业的不断发展，海洋生物污损问题已显得尤为突出。海洋生物污损是生长在各种运输设备基底、海床及其他海洋装备表面的海洋动物、植物和微生物的总称，其附着严重制约着海洋资源的开发利用。受到海洋生物污染的设备众多，包括船底、管道、堤坝、海底电缆、海底隧道、浮桥以及网具等等。其污染造成的影响范围也很广，如增加船舶的航行阻力和燃料的消耗; 增加船舶清理维修的次数；造成海上平台设施的信号失真；形成海底管道的堵塞。因此如何有效解决水下设备的生物污损已成为世界各国共同关注的问题。

目前，防止海洋生物污损的主要手段是喷涂防污涂料。然而，传统的基于有机锡的舰船防污涂层，由于对海洋环境和海洋养殖生物产生严重危害已被国际海事组织全面禁止使用，而目前广泛使用的基于氧化亚铜类的防污涂层也会导致海藻的大量死亡，破坏生态平衡。为此，本发明提供一种纳米化液态金属自修复防污涂层及其制备方法。

发明内容

本发明提供了一种纳米化液态金属自修复防污涂层及其制备方法，有效地解决了现有技术中海洋设备防污涂层严重危害海洋环境、生物以及破坏海洋生态平衡的问题，同时提供了一种具有优异海洋防污和自修复性的海洋设备表面涂层。

本发明提供了一种纳米化液态金属自修复防污涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，镓基液态金属的表面修饰

将镓基液态金属加入到盐酸多巴胺溶液中，并于空气气氛中进行超声处理，清洗干净后即得纳米化镓基液态金属；

防污溶液的制备：将防污剂溶于tris缓冲液与无水乙醇的混合溶液中配制成防污溶液；

步骤2，防污液态金属颗粒的制备

向步骤1的纳米化镓基液态金属中加入步骤1中配制的防污溶液，反应结束后，将反应产物清洗干净，真空干燥后即得防污液态金属颗粒；

步骤3，纳米化液态金属自修复防污涂层的制备

采用溶剂对步骤2制得的防污液态金属颗粒进行稀释，再加入树脂中，搅拌均匀后，在预处理后的基材表面涂覆，固化成膜即得纳米化液态金属自修复防污涂层。

优选的，步骤1中，所述镓基液态金属为镓铟合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锡合金、镓铟锌合金、镓铟锡锌合金中的任一种。

优选的，步骤1中，所述盐酸多巴胺的浓度为0.1~5 mg/mL，所述液态金属与盐酸多巴胺的配比为1mg：0.06~0.2mL。

优选的，步骤1中，所述防污溶液中无水乙醇与tris缓冲液的体积比为1:4，所述防污溶液的浓度为0.5~5 mg/ml。

优选的，步骤1中，所述防污剂的制备方法：在二甲基亚砜溶剂中，分子量为600、1200、1800或10000的聚乙烯亚胺中的任一种与1,3-丙烷磺内酯或1,4-丁烷磺内酯中的任一种于20~60 ℃的温度下反应12~48h。

优选的，步骤2中，所述纳米化液态金属与防污溶液的配比为1mg：0.05~0.2mL。

优选的，步骤3中，所述防污液态金属颗粒与溶剂的质量比为1:50~100；所述防污液态金属颗粒与树脂的质量比为1:50~500。