【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及化工材料領域，具體而言，涉及一種抗菌防污凝膠粒子及其制備方法和應用。
技術介紹
1、海洋環境十分復雜，船舶、橋梁、石油鉆井平臺、管道等裝備及設施所用的傳統金屬材料若不采用有效防護措施，在海洋環境下通常會在較短時間內發生嚴重的腐蝕。腐蝕不僅降低了材料使用壽命、增加了維護成本，嚴重時還危害生命與環境安全。除了海水腐蝕之外，海洋裝備和設施還伴隨著嚴重的海洋生物污損。海洋生物污損是指附著在船體或海洋結構物水下表面的海洋微生物和大型生物，海洋污損生物種類繁多，其中危害較大且常見的有藤壺、牡蠣、海藻等，他們大多生存于海岸及港灣處。
2、海洋生物污損會給與海洋工業有關的許多領域帶來了嚴重的經濟、環境和健康問題，例如在航運業中，附著在船底的生物會降低船舶速度，研究表明由生物污損所產生的摩擦阻力占到了船體阻力的90％，由此導致的額外燃料消耗高達40％，每年造成了數十億美元的浪費和數億噸溫室氣體的排放。同時，生物污損還會腐蝕所接觸的船體表面，縮短船舶使用壽命。被污損附著的船舶還會造成交叉生物污染，將某一海域的海洋物種運送到另一個新的海洋環境中，給海洋生態環境造成潛在的威脅。在船舶等水下表面涂覆防污涂層是防止海洋生物附著最方便、最有效、最經濟的手段。
3、傳統的防污涂層材料如有機錫防污涂料、氧化亞銅防污涂料、氧化鋅防污涂料等殺菌防污涂料，由于含有大量的重金屬，可能會引發嚴重的海洋環境危機。自2008年起有機錫防污涂料在全球范圍內已被禁止銷售，隨后以氧化亞銅作為殺菌劑的防污涂料也受到了嚴格的限制。
4、
5、然而目前水凝膠的實際應用仍然存在著關鍵挑戰，水凝膠機械性能較差且在基材處附著能力較弱，并且浸泡在水中后易于溶脹會使其機械性能和附著能力嚴重下降，除了其能形成水化層和柔軟的特點外，無其他抗污特性。因此研究開發新的具有良好力學性能和粘附能力、低溶脹的抗污水凝膠具有重要價值。
6、對水凝膠進行改性的方法主要有：(1)納米復合水凝膠，將納米粒子通過物理吸附或者化學交聯的方式引入到聚合物基體中以提高復合水凝膠的力學性能。納米粒子在水凝膠中形成無數的交聯中心，可以提升材料的強度和模量，但納米粒子的團聚問題是該種改性方法的一大難題；(2)雙網絡水凝膠，以硬而脆的高度交聯聚電解質作為第一剛性網絡，低度交聯的軟而韌的中性高分子聚合物作為第二網絡，這樣的組合能賦予所制備的水凝膠具有彈性與延展性，且兩種網絡相互配合可以有效地耗散能量，提高水凝膠機械性能，但雙網絡水凝膠制備過程較為復雜，且粘附效果較差，難以滿足在實際領域中大規模生產應用的要求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的，就是為了解決水凝膠的機械性能差、與基材結合力弱的弊病，而提供一種水凝膠微粉及其制備與應用。本專利技術提供的水凝膠微粉，易于在環氧樹脂涂層表面施工，與環氧樹脂涂層結合力強，以發揮水凝膠涂層持久抗菌防污的功能。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
3、一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，包括如下重量份數的各組份：
4、70-99份的水溶性聚合物；
5、1-30份的胍鹽聚合物；
6、1-30份的交聯劑；
7、其中，交聯劑的重量份數以水溶性聚合物和胍鹽聚合物的總量100份作為基準；
8、所說的水溶性聚合物，為聚乙烯醇(pva)；
9、所說的胍鹽聚合物具有(式1)所示的特征結構：
10、
11、其中，y1和y2各自獨立地為cl-、br-、hso4-、hco3-、h2po4-、ch3coo-或ch3(ch2)16coo-，y1和y2兩者相同或不同；m和n為0～8的自然數，但m、n不同時為0；k為1～8的自然數；
12、r1和r2各自獨立地選自具有(式11)所示結構、(式12)所示結構、(式13)所示結構、(式14)所示結構、(式15)所示結構、(式16)所示結構和(式17)所示結構中的一種或多種的結構單元，r1和r2兩者為同一種結構或為不同結構；
13、
14、
15、r選自具有(式11)所示結構、(式12)所示結構、(式13)所示結構、(式14)所示結構、(式15)所示結構、(式16)所示結構和(式17)所示結構中的一種或多種的結構單元；
16、所說的交聯劑，為二醛類的化合物，具有(式2)所示的特征結構，可包括戊二醛，乙二醛，壬二醛，間苯二甲醛，對苯二甲醛，己二醛，丁二醛，丙二醛,庚二醛中的一種或幾種，較佳地，可包括戊二醛，對苯二甲醛，己二醛中的一種或幾種。
17、ohc-ra-cho(式2)
18、其中，ra選自具有(式21)所示結構、(式22)所示結構、(式23)所示結構、(式24)所示結構、(式25)所示結構中的一種或多種的結構單元。
19、
20、一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，較佳地，包括如下重量份數的各組份：80-95份數的水溶性聚合物，5-20份數的胍鹽聚合物,1-30份的交聯劑，交聯劑的重量份數以水溶性聚合物和胍鹽聚合物的總量100份作為基準。
21、一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，較佳地，包括如下重量份數的各組份：85-95份數的水溶性聚合物，5-15份數的胍鹽聚合物,1-30份的交聯劑，交聯劑的重量份數以水溶性聚合物和胍鹽聚合物的總量100份作為基準。
22、一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，所述的(式1)所示結構的胍鹽聚合物的制備方法，包括以下步驟：
23、(1)選取至少一種通式(3)所示結構的胍鹽和至少一種通式(4)所示結構的雙端胺基二元胺進行縮合聚合反應；
24、
25、其中，yn為cl-、br-、hso4-、hco3-、h2po4-、ch3coo-或ch3(ch2)16coo-，rn為具有(式11)所示結構、(式12)所示結構、(式13)所示結構、(式14)所示結構、(式15)所示結構、(式16)所示結構和(式17)所示結構中的一種或多種的結構單元。
26、(2)步驟(1)制得的物料與式(4)所示結構的雙端胺基二元胺進一步反應，制得所述胍鹽聚合物。
27、所述的(式1)所示結構的胍鹽聚合物的制備方法，其步驟(1)中，所述縮合聚合反應的溫度為80-180℃；
28、和/或，步驟(1)中，所述縮合聚合反應的時間為0.5-10h，較佳地為2-6h，例如，3.5h、4.5h、5h或5.5h；
29、和/或，步驟(1)中，所述通式(4)所示結構的雙端胺基二元胺與所述通式(3)所示結構的胍鹽的摩爾比為(0.8-1.2)：1，較佳地為(本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，包括如下重量份數的各組份：70-99份的水溶性聚合物，1-30份的胍鹽聚合物，1-30份的交聯劑，交聯劑的重量份數以水溶性聚合物和胍鹽聚合物的總量100份作為基準；
2.如權利要求1的一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，包括如下重量份數的各組份：80-95份數的水溶性聚合物，5-20份數的胍鹽聚合物,1-30份的交聯劑，交聯劑的重量份數以水溶性聚合物和胍鹽聚合物的總量100份作為基準。
3.如權利要求1-2中的任意一項所述的一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，所述的胍鹽聚合物的制備方法，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的胍鹽聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述縮合聚合反應的溫度為80-180℃；
5.如權利要求3或4所述的胍鹽聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，當所述通式(3)所示結構的胍鹽或所述通式(4)所示結構的雙端胺基二元胺的種類為至少2種時，所述通式(3)所示結構的胍鹽與所述通式(4)所示結構的雙端胺基二元胺任意組合，分別進行第一次
6.如權利要求3或4所述的胍鹽聚合物的制備方法，其特征在于，所述的胍鹽聚合物的制備方法包括以下步驟：
7.如權利要求1-2中的任意一項所述的一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，還包括輔助成分1，輔助成分1選自白油，硅油，植物油的一種或多種；還包括輔助成分2，輔助成分2選自陽離子表面活性劑，非離子表面活性劑的一種或多種；還包括輔助成分3，輔助成分3為水。
8.如權利要求1-6的一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，其制備步驟包括：
9.如權利要求1-2和/或權利要求8所述的一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，可以應用于環氧樹脂涂層表面：將水凝膠微粉均勻分散并完全覆蓋在環氧樹脂涂層表面，與環氧樹脂涂層牢固結合在一起，形成水凝膠微粉涂層；或將環氧樹脂與水凝膠微粉按質量比例100:(3-20)混合均勻，然后用混合均勻的混合物制備涂層，混合物涂層固化后，水凝膠微粉與環氧樹脂牢固結合在一起，形成水凝膠微粉涂層。
10.如權利要求9所述的環氧樹脂涂層表面的水凝膠微粉涂層，其特征在于，所得到的水凝膠微粉涂層具有持久抗菌防污功能。
...【技術特征摘要】
1.一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，包括如下重量份數的各組份：70-99份的水溶性聚合物，1-30份的胍鹽聚合物，1-30份的交聯劑，交聯劑的重量份數以水溶性聚合物和胍鹽聚合物的總量100份作為基準；
2.如權利要求1的一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，包括如下重量份數的各組份：80-95份數的水溶性聚合物，5-20份數的胍鹽聚合物,1-30份的交聯劑，交聯劑的重量份數以水溶性聚合物和胍鹽聚合物的總量100份作為基準。
3.如權利要求1-2中的任意一項所述的一種用于環氧樹脂涂層的水凝膠微粉，其特征在于，所述的胍鹽聚合物的制備方法，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的胍鹽聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述縮合聚合反應的溫度為80-180℃；
5.如權利要求3或4所述的胍鹽聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，當所述通式(3)所示結構的胍鹽或所述通式(4)所示結構的雙端胺基二元胺的種類為至少2種時，所述通式(3)所示結構的胍鹽與所述通式(4)所示結構的雙端胺基二元胺任意組合，分別進行第一次縮合聚合反應，再將所述第一次縮合聚合反應后制得物料混...
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