[发明专利]一种UHMWPE防污材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种UHMWPE防污材料及制备方法，首先对UHMWPE材料表面进行等离子体刻蚀处理，使其微表面产生突起；然后通过全氟癸基三氯硅烷‑甲苯溶液对UHMWPE材料进行超疏水处理，并用氮气吹干后烘燥，然后用三羟甲基氨基甲烷和盐酸多巴胺的混合液进行浸泡，最后用去离子水清洗，并用氮气吹干并烘燥，即可获得。本发明提供的UHMWPE防污材料，宏观上来看属于疏水结构，但由于材料表面存在“亲水点”，又会对水产生吸附，这样就产生了高粘附超疏水结构，这种结构可以有效防止污损生物的附着，可以应用于船体防污，以及滨海电厂的过滤网等方面。

技术领域

本发明涉及高分子材料表面改性技术领域，尤其涉及一种UHMWPE防污材料及制备方法。

背景技术

生物污损是指污损微生物以及动物植物等附着在人工设施上，对人工设施产生寄宿、腐蚀等，从而影响设施的运行，增加功耗，严重时损坏设备的现象。在生物污损中，以海洋污损最为严重。如污损生物附着在船体上，使船舶在运行过程中阻力加大，航速降低，增加能源损耗；同时会加快船体的腐蚀、缩短材料寿命，大大增加了维护成本，造成巨大的经济损失。

目前防污损主要有机械方法、化学方法和物理方法。机械法一般指人工清除，费时费力，且效率不高。化学方法主要是在设备外表面进行防污涂层处理，传统的化学防污涂料由于释放有毒物质而被逐渐淘汰，而近年来研发的新型防污涂料虽然追求环保，但原料成本较高且寿命不佳，还需要很长的路要走。物理方法主要是选用低表面能，具有自清洁功能的材料来抵抗污损生物的附着，但长期防污效果不佳。因此有必要开发长效、低成本的防污材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备方便，成本低，且同时结合了仿生和物理防污技术的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）防污材料及其制备方法

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种UHMWPE防污材料的制备方法，首先对UHMWPE材料表面进行等离子体刻蚀处理，使其微表面产生突起；然后通过全氟癸基三氯硅烷-甲苯溶液对UHMWPE材料进行超疏水处理，并用氮气吹干后烘燥，然后用三羟甲基氨基甲烷和盐酸多巴胺的混合液进行浸泡，最后用去离子水清洗，并用氮气吹干并烘燥，即可获得。具体如下：

1）UHMWPE材料等离子刻蚀处理

将UHMWPE材料固定在石英玻璃板上，设置电极移动速度为20~22 mm/s，处理时间60~65s，处理高度2~2.1mm，处理功率120~130 w，气体流量400~420 mL/min；

2）UHMWPE材料超疏水处理

将UHMWPE材料置于质量分数为0.12~0.13%的全氟癸基三氯硅烷-甲苯溶液中放置1~3h，使其充分修饰，之后将材料先后在有机溶剂、蒸馏水中充分洗涤，并在100~105℃的条件下烘燥4~4.5小时，获得具有超疏水结构的材料；

3）UHMWPE防污材料的制备

将上述具有超疏水结构的材料在三羟甲基氨基甲烷和盐酸多巴胺的混合液中浸泡10~15 min，之后用蒸馏水清洗干净，氮气吹干，并在100~105℃的条件下烘燥4~4.5小时，获得UHMWPE防污材料。

步骤1）中，所述UHMWPE材料为UHMWPE板材、UHMWPE绳索、UHMWPE网、UHMWPE织物材料等。

步骤3）中，所述三羟甲基氨基甲烷和盐酸多巴胺的混合液中，三羟甲基氨基甲烷和盐酸的摩尔比为1:0.3~1:0.5。