CN115851097B - 一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法。本发明包括(1)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF‑8的制备；(2)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF‑8的表面氨基化；(3)基于ZIF‑8的多孔液体的制备；(4)涂料有机硅聚氨酯主体的制备；(5)防污涂料的制备。本发明制成的防污涂料，通过合成基于ZIF‑8具有光响应释放环保防污剂性能的多孔液体作为润滑液注入有机硅聚氨酯制备涂料，具有环保防污剂对外界紫外刺激响应的优点，有效增强表面防污性能，克服传统润滑液注入防污涂层在表面润滑层被水流破坏后，防污性能下降的问题。通过对紫外响应在"防御性"和"进攻性"防污模式之间按需智能切换，提高防污效率，减少防污剂的浪费。

Description

一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及海洋防污涂料技术，特别涉及一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法。

背景技术

随着我国海洋强国战略的发展，水下机器人、无人潜航器和海洋浮标工作站等浅海设备在科研、经济等领域显现出巨大的应用潜力。然而海洋设备在海洋环境中运行时，容易受到海洋生物的污损，给人类的生产和生活带来了很大影响，造成巨大经济损失。解决海洋生物污损问题的手段中最简单也是最有效的方法就是涂覆海洋防污涂料。

国际海事组织已于2008年1月起禁止全球范围内使用难降解、具有致畸性的三丁基锡自抛光防污涂料，因此环保低表面能防污涂料受到广泛关注。润滑液体注入多孔超润滑表面(Slippery liquid-infusedporous surface:SLIPS)由于具有低表面能、低杨氏模量和动态超润滑的表面而引起了持续的关注。与传统的低表面能涂层相比，注入的润滑液体形成的动态润滑层可以显著减少生物污损的附着。然而，其单纯的"物理防粘屏障"防污机制在恶劣的海洋环境中的静态防污效果不足。由润滑液流失引起的防污性能下降，缩短了超润滑涂层在实际海域中的使用寿命。此外，传统的海洋防污涂料只有单一的防污模式，不能满足不同场合和时间的需要。因此，当超润滑涂层的表面润滑液流失，能够响应环境刺激、按需增强超润滑涂层防污性能的响应性超润滑防污涂料具有巨大的研究潜力。

发明内容

本发明拟解决传统润滑液注入型超润滑防污涂料的防污效果有限和润滑液流失后防污效果下降的问题，为克服现有技术的不足，提供一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的制备：

溶液A：将1-100重量份2-甲基咪唑、1-20重量份光响应剂和1-20重量份环保防污剂溶于100-1000重量份溶剂α。

溶液B：将1-100重量份锌盐溶于100-1000重量份溶剂α。

将B加入A中，并在10-1000rpm下搅拌10-100min。离心分离得固体后，用溶剂α洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(2)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的表面氨基化：

将(1)中制备的负载环保防污剂和光响应剂的1-100重量份ZIF-8和1-100重量份3-氨基-1,2,4-三唑分散在100-1000重量份溶剂α中。在10-100℃下搅拌1-4h，离心分离得固体后，用溶剂α洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(3)基于ZIF-8的多孔液体的制备：

将将(2)中制备的1-100重量份表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8、10-1000重量份双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷和催化剂0.1-1重量份2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，分散在100-1000重量份溶剂β中，在50-100℃下搅拌1-4h。旋蒸去除溶剂后得到基于ZIF-8的多孔液体。

(4)涂料有机硅聚氨酯主体的制备：

取10-100重量份的双端基反应性聚二甲基硅氧烷、1-10重量份的多异氰酸酯和10-100份的溶剂β，混匀后在氮气氛围和60-80℃条件下加热1-4h，得到异氰酸酯基封端的预聚物，继续加入1-10重量份的双羟基/氨基的二硫醚化合物、1-10重量份的多元醇或多元胺，混匀后在氮气氛围和60-80℃条件下加热1-4h，制备有机硅聚氨酯料液作为涂料聚合物主体。

(5)防污涂料的制备：

在(4)所述制备的有机硅聚氨酯料液中加入1-30重量份的上述(3)制备的多孔液体，分散均匀后得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料。

本发明中，所述光响应剂是指：2,4-二硝基苯甲醛、2-硝基苯甲醛中的一种或多种。

本发明中，所述环保防污剂是指：溴代吡咯腈、异噻唑啉酮、美托嘧啶中的一种或多种。

本发明中，所述锌盐是指：六水合硝酸锌或二水合乙酸锌中的一种。

本发明中，所述双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷的重均分子量为1000-10000。

本发明中，所述双端基反应性聚二甲基硅氧烷的重均分子量为1000-10000；其分子式中的双端基是指：羟丙基、氨丙基、环氧基中的一种或多种。

本发明中，所述多异氰酸酯是二异氰酸酯或、三异氰酸酯，具体是指：二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯中的一种或多种。

本发明中，所述溶剂α是指：水、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

本发明中，所述溶剂β是指：四氢呋喃、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种。

本发明中，所述双羟基/氨基的二硫醚化合物是指：双(4-羟苯基)二硫醚、2,2'-二氨基二苯二硫醚、3,3'-二羟基二苯二硫醚、4,4'-二氨基二苯二硫醚、双(2-羟乙基)二硫化物中的一种或多种。

本发明中，所述多元醇或多元胺是指：丙三醇、丁二醇、三乙胺、己二胺中的一种或多种。

一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的涂装使用方法，包括以下步骤：

清理干净待喷涂表面，将所述防污涂料以空气喷涂的方式均匀涂覆在待喷涂表面，湿膜的涂覆厚度为100-1000μm。在通风干燥的室温条件下充分干燥，得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂层。

本发明具体实现原理描述如下

作为一种常见的金属有机框架，ZIF-8具有丰富的孔隙、稳定性(中性和碱性条件稳定，酸性条件下分解)和便捷的合成方法。多孔液体是一种新兴的具有永久孔隙率的流体材料，通常由稳定地分散在位阻流体中的多孔物质组成。多孔液体同时具有连续的流动性和多孔性，被广泛应用于化工领域。

该发明合成负载有环保防污剂和光响应剂的ZIF-8，光响应剂(邻硝基苯甲醛类化合物)可以在紫外光刺激下发生异构，并释放质子，降低ZIF-8附近的pH，使ZIF-8结构分解，环保防污剂会被光响应性地释放出来。双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷与表面氨基化的负载有环保防污剂和光响应剂的ZIF-8发生环氧基与氨基的反应，制备基于负载有环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的多孔液体，作为润滑液注入有机硅聚氨酯主体共混，制备多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料。

传统的润滑液注入的超润滑涂层的表面润滑液损失导致的防污性能下降是一个不可避免的问题。在本发明中，本发明通过多孔液体中环保防污剂的光响应性释放来解决该问题。多孔液体中双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷在表面优先形成润滑层。当表面润滑层在长期的海水外力作用下流失时，涂层中多孔液体的负载有环保防污剂和光响应剂的ZIF-8会与海水接触并对紫外光产生响应，分解释放环保防污剂。本发明制备的涂料所涂装的涂层可以通过对紫外线响应在"防御性"和"进攻性"防污模式之间按需智能切换，按需增强涂层的防污性能。在没有光照的情况下，多孔液体中的ZIF-8不会分解，涂层不会释放环保防污剂，处于“防御性”模式。因为夜间污损生物生长放缓，此时足以满足夜间较低的防污需求。污损生物在日光下会旺盛生长，同时ZIF-8在阳光下的紫外线作用下响应性分解并释放出环保防污剂，处于“进攻性”的防污模式，防污性能显著增强，以解决因表面润滑层被水流破坏导致的防污效果下降的问题。同时，涂层中的多孔液体会在表面能驱动下慢慢迁移，使表面润滑层恢复。本发明制备的多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料可以根据需要切换到不同的防污模式，从而提高防污效率，减少防污剂的浪费，并在表面润滑层流失时有效地增强防污效果。

本发明与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明制成的防污涂料，通过合成基于ZIF-8具有光响应释放环保防污剂性能的多孔液体作为润滑液注入有机硅聚氨酯制备涂料，具有环保防污剂对外界紫外刺激响应的优点，有效增强表面防污性能，克服传统润滑液注入防污涂层在表面润滑层被水流破坏后，防污性能下降的问题。

2、本发明制成的防污涂料，通过对紫外响应在"防御性"和"进攻性"防污模式之间按需智能切换，对应日光(含紫外光)和黑暗条件下不同的污损强度，按需增强涂层的防污性能，提高防污效率，减少防污剂的浪费，并在表面润滑层流失时有效地增强防污效果，增强了在浅海设备透光部位的防污应用性能。

附图说明

图1多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的机理。

具体实施方式

以下结合具体实施例和比较例对发明作进一步详细说明。实施例可以使本专业的专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例涉及的一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料制备和使用方法如下：

(1)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的制备：

溶液A：将1重量份2-甲基咪唑、1重量份2,4-二硝基苯甲醛和1重量份溴代吡咯腈溶于100重量份甲醇。

溶液B：将1重量份六水合硝酸锌溶于100重量份甲醇。

将B加入A中，并在10rpm下搅拌10min。离心分离得固体后，用甲醇洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(2)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的表面氨基化：

将(1)中制备的负载环保防污剂和光响应剂的1重量份ZIF-8和1重量份3-氨基-1,2,4-三唑分散在100重量份甲醇中。在10℃下搅拌1h，离心分离得固体后，用甲醇洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(3)基于ZIF-8的多孔液体的制备：

将将(2)中制备的1重量份表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8、10重量份双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量1000)和催化剂0.1重量份2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，分散在100重量份四氢呋喃中，在50℃下搅拌1h。旋蒸去除溶剂后得到基于ZIF-8的多孔液体。

(4)涂料有机硅聚氨酯主体的制备：

取10重量份的双羟丙基端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量1000)、1重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和10份的四氢呋喃，混匀后在氮气氛围和60℃条件下加热1h，得到异氰酸酯基封端的预聚物，继续加入1重量份的双(4-羟苯基)二硫醚、1重量份的丙三醇，混匀后在氮气氛围和60℃条件下加热1h，制备有机硅聚氨酯料液作为涂料聚合物主体。

(5)防污涂料的制备：

在(4)所述制备的有机硅聚氨酯料液中加入1重量份的上述(3)制备的多孔液体，分散均匀后得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料。

(6)多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的涂装使用方法：清理干净待喷涂表面，将所述防污涂料以空气喷涂的方式均匀涂覆在待喷涂表面，湿膜的涂覆厚度为100μm。在通风干燥的室温条件下充分干燥，得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂层。

实施例2

本实施例涉及的一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料制备和使用方法如下：

(1)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的制备：

溶液A：将25重量份2-甲基咪唑、5重量份2,4-二硝基苯甲醛和5重量份溴代吡咯腈溶于250重量份水。

溶液B：将25重量份六水合硝酸锌溶于250重量份水。

将B加入A中，并在250rpm下搅拌25min。离心分离得固体后，用水洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(2)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的表面氨基化：

将(1)中制备的负载环保防污剂和光响应剂的25重量份ZIF-8和25重量份3-氨基-1,2,4-三唑分散在250重量份水中。在25℃下搅拌2h，离心分离得固体后，用水洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(3)基于ZIF-8的多孔液体的制备：

将(2)中制备的25重量份表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8、250重量份双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量2500)和催化剂0.25重量份2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，分散在250重量份N,N-二甲基甲酰胺中，在60℃下搅拌2h。旋蒸去除溶剂后得到基于ZIF-8的多孔液体。

(4)涂料有机硅聚氨酯主体的制备：

取25重量份的双羟丙基端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量2500)、2重量份的三苯基甲烷三异氰酸酯和25份的N,N-二甲基甲酰胺，混匀后在氮气氛围和65℃条件下加热2h，得到异氰酸酯基封端的预聚物，继续加入2重量份的4,4'-二氨基二苯二硫醚、2重量份的己二胺，混匀后在氮气氛围和65℃条件下加热2h，制备有机硅聚氨酯料液作为涂料聚合物主体。

(5)防污涂料的制备：

在(4)所述制备的有机硅聚氨酯料液中加入10重量份的上述(3)制备的多孔液体，分散均匀后得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料。

(6)多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的涂装使用方法：

清理干净待喷涂表面，将所述防污涂料以空气喷涂的方式均匀涂覆在待喷涂表面，湿膜的涂覆厚度为250μm。在通风干燥的室温条件下充分干燥，得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂层。

实施例3

本实施例涉及的一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料制备和使用方法如下：

(1)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的制备：

溶液A：将50重量份2-甲基咪唑、10重量份2-硝基苯甲醛和10重量份异噻唑啉酮溶于500重量份N,N-二甲基甲酰胺。

溶液B：将50重量份六水合硝酸锌溶于500重量份N,N-二甲基甲酰胺。

将B加入A中，并在500rpm下搅拌50min。离心分离得固体后，用N,N-二甲基甲酰胺洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(2)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的表面氨基化：

将(1)中制备的负载环保防污剂和光响应剂的50重量份ZIF-8和50重量份3-氨基-1,2,4-三唑分散在500重量份N,N-二甲基甲酰胺中。在50℃下搅拌3h，离心分离得固体后，用N,N-二甲基甲酰胺洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(3)基于ZIF-8的多孔液体的制备：

将(2)中制备的50重量份表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8、500重量份双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量5000)和催化剂0.5重量份2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，分散在500重量份乙酸乙酯中，在75℃下搅拌3h。旋蒸去除溶剂后得到基于ZIF-8的多孔液体。

(4)涂料有机硅聚氨酯主体的制备：

取50重量份的双环氧基端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量5000)、5重量份的异佛尔酮二异氰酸酯和50重量份的乙酸乙酯，混匀后在氮气氛围和75℃条件下加热3h，得到异氰酸酯基封端的预聚物，继续加入5重量份的3,3'-二羟基二苯二硫醚、5重量份的三乙胺，混匀后在氮气氛围和75℃条件下加热3h，制备有机硅聚氨酯料液作为涂料聚合物主体。

(5)防污涂料的制备：

在(4)所述制备的有机硅聚氨酯料液中加入15重量份的上述(3)制备的多孔液体，分散均匀后得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料。

(6)多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的涂装使用方法：

清理干净待喷涂表面，将所述防污涂料以空气喷涂的方式均匀涂覆在待喷涂表面，湿膜的涂覆厚度为500μm。在通风干燥的室温条件下充分干燥，得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂层。

实施例4

本实施例涉及的一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料制备和使用方法如下：

(1)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的制备：

溶液A：将75重量份2-甲基咪唑、15重量份2,4-二硝基苯甲醛和15重量份异噻唑啉酮溶于750重量份甲醇。

溶液B：将75重量份二水合乙酸锌溶于750重量份甲醇。

将B加入A中，并在750rpm下搅拌75min。离心分离得固体后，用甲醇洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(2)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的表面氨基化：

将(1)中制备的负载环保防污剂和光响应剂的75重量份ZIF-8和75重量份3-氨基-1,2,4-三唑分散在750重量份甲醇中。在75℃下搅拌3h，离心分离得固体后，用甲醇洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(3)基于ZIF-8的多孔液体的制备：

将(2)中制备的75重量份表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8、750重量份双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量7500)和催化剂0.75重量份2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，分散在750重量份四氢呋喃中，在75℃下搅拌3h。旋蒸去除溶剂后得到基于ZIF-8的多孔液体。

(4)涂料有机硅聚氨酯主体的制备：

取75重量份的双氨丙基端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量7500)、7重量份的六亚甲基二异氰酸酯和75份的四氢呋喃，混匀后在氮气氛围和70℃条件下加热3h，得到异氰酸酯基封端的预聚物，继续加入7重量份的双(2-羟乙基)二硫化物、7重量份的三乙胺，混匀后在氮气氛围和70℃条件下加热3h，制备有机硅聚氨酯料液作为涂料聚合物主体。

(5)防污涂料的制备：

在(4)所述制备的有机硅聚氨酯料液中加入20重量份的上述(3)制备的多孔液体，分散均匀后得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料。

(6)多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的涂装使用方法：

清理干净待喷涂表面，将所述防污涂料以空气喷涂的方式均匀涂覆在待喷涂表面，湿膜的涂覆厚度为750μm。在通风干燥的室温条件下充分干燥，得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂层。

实施例5

本实施例涉及的一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料制备和使用方法如下：

(1)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的制备：

溶液A：将100重量份2-甲基咪唑、20重量份2-硝基苯甲醛和20重量份美托嘧啶溶于100-1000重量份乙醇。

溶液B：将100重量份二水合乙酸锌溶于1000重量份乙醇。

将B加入A中，并在、1000rpm下搅拌100min。离心分离得固体后，用乙醇洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(2)负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的表面氨基化：

将(1)中制备的负载环保防污剂和光响应剂的100重量份ZIF-8和100重量份3-氨基-1,2,4-三唑分散在1000重量份乙醇中。在100℃下搅拌4h，离心分离得固体后，用乙醇洗涤并离心分离得固体。冷冻干燥得到表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8。

(3)基于ZIF-8的多孔液体的制备：

将将(2)中制备的100重量份表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8、1000重量份双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量10000)和催化剂1重量份2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，分散在1000重量份二甲苯中，在100℃下搅拌h。旋蒸去除溶剂后得到基于ZIF-8的多孔液体。

(4)涂料有机硅聚氨酯主体的制备：

取00重量份的双氨丙基端基反应性聚二甲基硅氧烷(分子量10000)、10重量份的六亚甲基二异氰酸酯和100份的二甲苯，混匀后在氮气氛围和80℃条件下加热4h，得到异氰酸酯基封端的预聚物，继续加入10重量份的2,2'-二氨基二苯二硫醚、10重量份的丁二醇，混匀后在氮气氛围和80℃条件下加热4h，制备有机硅聚氨酯料液作为涂料聚合物主体。

(5)防污涂料的制备：

在(4)所述制备的有机硅聚氨酯料液中加入30重量份的上述(3)制备的多孔液体，分散均匀后得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料。

(6)多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的涂装使用方法：

清理干净待喷涂表面，将所述防污涂料以空气喷涂的方式均匀涂覆在待喷涂表面，湿膜的涂覆厚度为1000μm。在通风干燥的室温条件下充分干燥，得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂层。

性能评价结果：

(1)实海防污性能

测试方法参照国标GB/T 5370-2007《防污漆样板浅海浸泡试验方法》进行。所用基材为3mm厚、尺寸为350mm×250mm的低碳钢板，浅海浸泡周期为3个月(8月-11月)，浸泡深度为0.5m。

Ⅰ级：确认附着极薄的粘液，但未确认动物种的附着

Ⅱ级：确认附着粘液，但未确认动物种的附着

Ⅲ级：确认附着厚的粘液，但未确认动物种的附着

Ⅳ级：确认动物种的污损

Ⅴ级：涂膜整体确认动物种的附着。

实海防污性能测试结果见表1。

(2)环保防污剂释放性能

通过测试水中涂层分别在日光和黑暗环境下的环保防污剂在7天内的日平均释放速率，浸泡深度0.5m，释放出的环保防污剂浓度以紫外分光光度计检测。

释放性能测试结果见表1。

表1多孔液体注入的光响应超润滑防污涂层试验结果

本发明已详细描述并在实施例部分以举例方式说明了本发明的具体实施方案，但本发明还可作出各种修改方案和替代形式。应当理解，本发明并不局限于所公开的具体形式。本发明涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的实质和范围内的所有修改方案、等同方案和替代方案。

Claims (9)

1.一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤（1）负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的制备：

溶液A：将1-100重量份2-甲基咪唑、1-20重量份光响应剂和1-20重量份环保防污剂溶于100-1000重量份溶剂α；

溶液B：将1-100重量份锌盐溶于100-1000重量份溶剂α；

将溶液B加入溶液A中，并在10-1000 rpm下搅拌10-100 min；离心分离得固体后，用溶剂α洗涤并离心分离得固体；冷冻干燥得到负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8；

步骤（2）负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8的表面氨基化：

将步骤（1）中制备的负载环保防污剂和光响应剂的1-100重量份ZIF-8和1-100重量份3-氨基-1,2,4-三唑分散在100-1000重量份溶剂α中；在10-100℃下搅拌1-4h，离心分离得固体后，再用溶剂α洗涤并再次离心分离得固体；冷冻干燥得到表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8；

步骤（3）基于ZIF-8的多孔液体的制备：

将步骤（2）中制备的1-100重量份表面氨基化后的负载环保防污剂和光响应剂的ZIF-8、10-1000重量份双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷和催化剂0.1-1重量份2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，分散在100-1000重量份溶剂β中，在50-100℃下搅拌1-4h；旋蒸去除溶剂后得到基于ZIF-8的多孔液体；

步骤（4）涂料有机硅聚氨酯主体的制备：

取10-100重量份的双端基反应性聚二甲基硅氧烷、1-10重量份的多异氰酸酯和10-100份的溶剂β，混匀后在氮气氛围和60-80℃条件下加热1-4h，得到异氰酸酯基封端的预聚物，继续加入1-10重量份的双羟基或双氨基的二硫醚化合物、1-10重量份的多元醇或多元胺，混匀后在氮气氛围和60-80℃条件下加热1-4h，制备有机硅聚氨酯料液作为涂料聚合物主体；

步骤（5）防污涂料的制备：

在步骤（4）所述制备的有机硅聚氨酯料液中加入1-30重量份的步骤（3）制备的多孔液体，分散均匀后得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料；

步骤(1)所述光响应剂是指：2,4-二硝基苯甲醛、2-硝基苯甲醛中的一种或多种；所述环保防污剂是指：溴代吡咯腈、异噻唑啉酮、美托嘧啶中的一种或多种；所述锌盐是指：六水合硝酸锌或二水合乙酸锌中的一种。

2.根据权利要求1所述的多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于步骤(3)所述双环氧端基反应性聚二甲基硅氧烷的重均分子量为1000-10000。

3.根据权利要求2所述的多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于步骤(4)所述双端基反应性聚二甲基硅氧烷的重均分子量为1000-10000；其分子式中的双端基是指：羟丙基、氨丙基、环氧基中的一种或多种；所述多异氰酸酯是二异氰酸酯或三异氰酸酯。

4.根据权利要求3所述的多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于所述多异氰酸酯具体为：二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于所述溶剂α是指：水、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于所述溶剂β是指：四氢呋喃、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于所述双羟基或双氨基的二硫醚化合物是指：双(4-羟苯基)二硫醚、2,2'-二氨基二苯二硫醚、3,3'-二羟基二苯二硫醚、4,4'-二氨基二苯二硫醚、双(2-羟乙基)二硫化物中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的制备方法，其特征在于所述多元醇或多元胺是指：丙三醇、丁二醇、三乙胺、己二胺中的一种或多种。

9.一种多孔液体注入的光响应超润滑防污涂料的应用，其特征在于：

首先清理干净待喷涂表面，将根据权利要求1-8任意一项制备方法得到的防污涂料以空气喷涂的方式均匀涂覆在待喷涂表面，湿膜的涂覆厚度为100-1000 μm；然后在通风干燥的常温条件下充分干燥，得到多孔液体注入的光响应超润滑防污涂层。