[发明专利]一种改性硅橡胶及其制备方法和应用

说明书

本发明属于材料技术领域。本发明提供了一种改性硅橡胶，采用高温和强氧化性对硅橡胶表面进行活性，使化学活性较弱的硅甲基转变为硅羟基，再借助硼酸对聚乙烯醇的交联作用，使硅橡胶表面生成一层亲水改性层，进而提升防污效果。本发明工艺流程简单，仅需短时间的高温处理和两步喷洒操作，可以处理大面积的硅橡胶；而且本发明提供的制备方法不需要无水、无氧、长期加热等特殊条件，可室温操作，节省能耗，且无污染剂的释放，对环境友好。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种改性硅橡胶及其制备方法和应用。

背景技术

海洋生物在舰船等人造海洋装备表面的附着对航运、海产养殖等与海洋相关的开发活动具有很大危害。当前主流传统防污涂料通过释放有毒的防污剂驱赶或毒杀污损生物以实现防污目标，但同时也会对海洋环境造成影响。对此，硅橡胶或称聚二甲基硅氧烷(PDMS)因具备低弹性模量、低表面能以及低表面粗糙度等这些有利于污损生物脱附的特性受到研究者的关注。美国专利US3702778首次提出以有机硅橡胶为基料的低表面能防污涂料，但其防污效果没有传统防污涂料好，这是因为硅橡胶的疏水性会导致硅橡胶对细菌、微型藻类、蛋白质和多糖类物质具备广泛地非特异性吸附，这会增加初级污损生物膜形成的风险，进而有可能改变材料的初始特性，最终导致污损生物的大量定植。

根据“Baier曲线”，当材料表面临界张力越大，也就是材料表面亲水越强，生物粘附量越低。因此，如何制备低模量硅橡胶且表面具有超亲水特性的防污材料是研究的关键。目前对硅橡胶亲水改性方法主要有：对硅橡胶本体进行化学改性，将其与亲水聚合物进行共聚或接枝；对已经固化的硅橡胶涂层进行表面化学改性。这两种策略都可以有效地增强其防污性能，但也有各自的弊端。对于制备硅橡胶—亲水聚合物共聚物的方法来说，因亲水组分具有高极性，而硅橡胶极性很低，即使加入溶剂，二者也无法形成均匀体系，进而导致两相反应不完全，使得共聚物的生产规模很难扩大。表面改性法不存在以上问题，但需要首先将硅橡胶表面的甲基集团活化，但是，改性过程中还需要长时间加热或浸泡，这类方法对于设备要求很高且工艺流程复杂，也不能处理大面积的硅橡胶涂层。

发明内容

本发明的目的在于提供克服现有技术中的缺陷，提供一种改性硅橡胶及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种改性硅橡胶的制备方法，包含下列步骤：

(1)将硅橡胶进行活化，得到活化硅橡胶；

(2)在活化硅橡胶表面顺次涂覆硼酸溶液和聚乙烯醇溶液，干燥后即得所述改性硅橡胶。

作为优选，所述步骤(1)中活化的温度为800～1500℃。

作为优选，所述步骤(1)中活化的时间为2～4s。

作为优选，所述步骤(2)中硼酸溶液的质量浓度为45～55g/L。

作为优选，所述步骤(2)中硼酸溶液的用量为50～100mL/m²。

作为优选，所述步骤(2)中聚乙烯醇溶液的质量分数为5～10％。

作为优选，所述步骤(2)中聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的醇解度大于等于98％，所述聚乙烯醇的聚合度大于等于1700。

作为优选，所述步骤(2)中聚乙烯醇溶液的用量为200～500mL/m²。

本发明还提供了所述制备方法得到的改性硅橡胶。

本发明还提供了所述改性硅橡胶作为防污材料的应用。