聚脲-聚硅氧烷有機無機雜化混凝土生物污染防護材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種聚脲-聚硅氧烷有機無機雜化混凝土生物污染防護材料及其制備方法，所述污染防護材料包括由面層防護材料和基層防護材料組成，所述面層防護材料的原料按重量份數比計包括：聚天門冬氨酸酯改性聚硅氧烷、改性異氰酸酯、生物生長抑制劑、催化劑、偶聯劑、抗老化劑、填料和顏料；所述基層防護材料的原料按重量份數比計包括：改性環氧樹脂、環氧樹脂固化劑、活性稀釋劑、偶聯劑、抗老化劑和填料。本發明專利技術具有優良的仿生物污染性能、具有低表面能特性，能夠防止生物附著。同時材料結構內部所含有的特殊元素可以抑制海洋以及淡水生物的生長，從而達到防止生物污染的目的。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種，所述污染防護材料包括由面層防護材料和基層防護材料組成，所述面層防護材料的原料按重量份數比計包括：聚天門冬氨酸酯改性聚硅氧烷、改性異氰酸酯、生物生長抑制劑、催化劑、偶聯劑、抗老化劑、填料和顏料；所述基層防護材料的原料按重量份數比計包括：改性環氧樹脂、環氧樹脂固化劑、活性稀釋劑、偶聯劑、抗老化劑和填料。本專利技術具有優良的仿生物污染性能、具有低表面能特性，能夠防止生物附著。同時材料結構內部所含有的特殊元素可以抑制海洋以及淡水生物的生長，從而達到防止生物污染的目的。【專利說明】聚脲-聚硅氧烷有機無機雜化混凝土生物污染防護材料及 其制備方法
本專利技術涉及生物污染防護材料領域，具體地指一種聚脲-聚硅氧烷有機無機雜化 混凝土生物污染防護材料及其制備方法。
技術介紹
據統計,至2012年底我國已建抽水蓄能電站31座、在建抽水蓄能電站23座。特 別是南方電站占了相當大一部分，這些抽水蓄能電站的引水隧洞中混凝土中的Ca(OH) 2受 到庫水中的HCO3分解產生的CO2的溶蝕作用，引起水泥水化產物的分解，表面強度降低，在 有壓動水及作用下產生剝落，同時CO 2對剝落混凝土的骨料進行二次侵蝕。此外，隧洞內混 凝土表面產生大量淡水殼菜，繁殖快、分布廣泛，它的群棲特性和生長特性不僅對混凝土產 生侵蝕影響，更增加了隧洞內壁的糙率，影響到了隧洞輸水效率及發電。為了有效防護隧洞 內部混凝土不受到CO 2和淡水殼菜的侵蝕，需要研發能夠保護混凝土不發生各種流失溶蝕 侵蝕并有效防止淡水殼菜附著、施工效率高、耐久性優良的新型表面涂層材料，從而保證電 廠的長期高效穩定的運行。 目前國內混凝土防侵蝕材料多為環氧樹脂類、聚氨酯類、聚脲類、水泥滲透結晶型 類、有機硅類、乙烯基樹脂類、氟碳類、硅烷類等材料，這些對混凝土防侵蝕保護具有一定的 效果，但是這些材料并沒有有效防止淡水殼菜的功能。而淡水殼菜的防止方法有物理法、化 學法、生物法等，其中物理法包括物理攔截、控制水溫、控制光線、控制水流流速、控制水流 流速、優化工程運行方式、機械人工清理、脫水干燥等方式，化學法包括足絲溶解、化學藥劑 滅殺等方式，生物方法主要以生物抑制法為主。大部分物理方法操作復雜，因素限制較多， 可控性、可行性較差。化學方法與物理方法相比，化學滅殺法具有可控性強，見效快等特點， 但同時由于其化學成份與結構等問題，對于供水安全存在一定隱患。考察其滅殺效果的同 時，還應注意考慮其長遠影響。生物抑制法的運用有較大的局限性，只能使用于開放性的水 體區域，適合于捕食淡水殼菜魚類生長的環境。 綜上所述，目前國內外還沒有一種既能夠有效防止混凝土侵蝕又能夠抑制淡水殼 菜在其上生長的簡單、有效、環保的材料以及制備方法。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題就是提供一種聚脲-聚硅氧烷有機無機雜化混凝土 生物污染防護材料及其制備方法，先通過制備聚天門冬氨酸酯改性聚硅氧烷聚脲面層防護 材料和改性環氧樹脂防護材料，最終配合得到具有優良綜合性能的聚脲-聚硅氧烷有機無 機雜化混凝土生物污染防護材料，該防護材料既具有優異的防生物污染性能、超強的耐候 性和耐老化性以及優秀的力學性能，更具有混凝土抗滲漏、抗裂、抗碳化、抗剝蝕功能。 為解決上述技術問題，本專利技術提供的一種聚脲-聚硅氧烷有機無機雜化混凝土生 物污染防護材料，所述污染防護材料包括由面層防護材料和基層防護材料組成，其特征在 于：所述面層防護材料的原料按重量份數比計包括：45?60份的聚天門冬氨酸酯改性聚硅 氧烷、20?50份的改性異氰酸酯、5?10份的生物生長抑制劑、0. 5?3份的催化劑、0. 5? 3份的偶聯劑、0. 5?1份的抗老化劑、5?10份的填料和1?5份的顏料； 所述基層防護材料的原料按重量份數比計包括：30?40份的改性環氧樹脂、20? 40份的環氧樹脂固化劑、20?50份的活性稀釋劑、1?5份的偶聯劑、0. 5?1份的抗老化 劑和1?5份的填料。 進一步地，所述聚天門冬氨酸酯改性聚硅氧烷的原料按重量份數比計包括：30? 50份的多胺、20?40份的馬來酸酯和30?50份的聚硅氧烷；其中， 多胺為低分子量的二官能團伯胺、二官能團聚醚胺和二官能團雜環二胺中的任意 一種； 二官能團伯胺優選為己二胺、異佛爾酮二胺、二環己基甲烷二胺和3, 3' 一二甲基 4,4' 一二環己基甲烷二胺； 二官能團聚醚胺優選為包括聚丙二醇二胺和聚乙二醇二胺； 二官能團雜環二胺優選為4, 7-二氧雜癸烷-1，10-二胺、4,9-二氧雜十二烷-1， 12-二胺和4, 7,10-三氧雜三癸烷-1，13-二胺； 馬來酸酯為馬來酸二乙酯、馬來酸二甲酯、馬來酸二丙酯、馬來酸二丁酯和馬來酸 甲基丙基酯中任意一種； 聚硅氧烷為聚二甲基硅氧烷、端氨基聚二甲基硅氧烷、端環氧基聚硅氧烷、聚甲基 苯基硅氧烷、端丙氨基聚硅氧烷、端氨丙基聚二甲基二苯基硅氧烷、氨丙基封端的聚氰丙基 甲基硅氧烷、含有Si-H鍵的硅氧烷、端羧基聚二甲基硅氧烷、四甲基二硅氧烷和聚側氨丙 基甲基娃氧燒中的任意一種或幾種。 再進一步地，所述聚天門冬氨酸酯改性聚硅氧烷的制備方法：包括以下步驟： 1)按上述重量份數比計稱取多胺、馬來酸酯和聚硅氧烷，備用； 2)將多胺加入到反應釜中，攪拌并通入氮氣； 3)向反應釜中緩慢滴加馬來酸酯，并保持溫度在30?40°C ;滴加完畢，升溫至 90?KKTC，反應8?20h，即得到聚天門冬氨酸酯； 4)向裝有聚天門冬氨酸酯的反應釜中；繼續緩慢滴加聚硅氧烷，并保持溫度30? 40°C ;滴加完畢，升溫至60?120°C，反應8?20h，即得到聚天門冬氨酸酯改性聚硅氧烷。 再進一步地，所述改性異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯及其改性加成物、二苯基甲烷 二異氰酸酯及其改性加成物、甲苯二異氰酸酯、異氰酸正丁酯、聚異氰酸酯、多異氰酸酯、對 氯苯基異氰酸酯、氯磺酰異氰酸酯、對甲苯磺酰異氰酸酯、甲基異氰酸酯、異丙基異氰酸酯、 二苯基甲烷二異氰酸酯和1，6-六亞甲基二異氰酸酯中的任意一種。 所述生物生長抑制劑為含氟硅烷和納米級的銀類添加劑中的任意一種幾種； 含氟硅烷優選為三甲基氟硅烷、三乙基氟硅烷、三氟甲基三甲基硅烷、三乙基三氟 甲基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷和十七氟癸基三甲氧基硅 烷；納米級的銀類添加劑優選為包括有機改性銀粒子和銀抗菌溶液。； 再進一步地，催化劑為N，N-二甲基環己胺、雙（2-二甲氨基乙基）醚、 Ν，Ν，Ν'，Ν' -四甲基亞烷基二胺、三乙胺、N，N-二甲基芐胺、N-乙基嗎啉、N-甲基嗎啉、 N，N 二乙基哌嗪、三乙醇胺、DME、芳香族胺類有吡啶、Ν，Ν' -二甲基吡啶、二丁基錫二月 桂酸酯、辛酸亞錫、二（十二烷基硫）二丁基錫和二醋酸二丁基錫。 再進一步地，所述改性環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛環 氧樹脂、胺基環氧樹脂和縮水甘油酯型環氧樹脂中的任意一種。 再進一步地，所述環氧樹脂固化劑為乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞 乙基五胺、己二胺、間苯二甲胺、三乙醇胺、四甲基胍、N，N'-二甲基哌本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚脲?聚硅氧烷有機無機雜化混凝土生物污染防護材料，所述污染防護材料包括由面層防護材料和基層防護材料組成，其特征在于：所述面層防護材料的原料按重量份數比計包括：45～60份的聚天門冬氨酸酯改性聚硅氧烷、20～50份的改性異氰酸酯、5～10份的生物生長抑制劑、0.5～3份的催化劑、0.5～3份的偶聯劑、0.5～1份的抗老化劑、5～10份的填料和1～5份的顏料；所述基層防護材料的原料按重量份數比計包括：30～40份的改性環氧樹脂、20～40份的環氧樹脂固化劑、20～50份的活性稀釋劑、1～5份的偶聯劑、0.5～1份的抗老化劑和1～5份的填料。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓煒，李珍，邵曉妹，汪在芹，甘國權，尹作仿，景鋒，蘇強，劉校，鄭衛，鄺亞力，
申請(專利權)人：武漢長江科創科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42