[发明专利]一种具有仿生微结构的防污涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明属于仿生材料和海洋防污涂层技术领域，提供了一种具有仿生微结构的防污涂层及其制备方法和应用。本发明将生物模板正置于第一硅橡胶溶液表面，进行第一聚合反应后，剥离去除生物模板，得到具有阴形貌的模板；将所述模板的具有阴形貌的一侧依次进行等离子处理和脱模剂浸润，得到具有阴形貌的预处理模板；将第二硅橡胶溶液浇筑在所述预处理模板的具有阴形貌的一侧，进行第二聚合反应后，剥离去除预处理模板，得到具有仿生微结构的防污涂层。本发明对具有阴形貌的模板依次进行等离子处理和脱模剂浸润，能够使预处理模板和防污涂层易于分开，使仿生微结构在防污涂层的表面被完整保留，提高了防污涂层的防污性。

技术领域

本发明涉及仿生材料和海洋防污涂层技术领域，尤其涉及一种具有仿生微结构的防污涂层及其制备方法和应用。

背景技术

船舶涂层应用于海洋环境时，面临着多物种海洋生物的附着所导致的污损的问题。由于传统防污涂层含有有毒物质，释放后对海洋生态环境造成污染，迫切需要开发新型绿色环保型的防污涂层。

目前，新型绿色环保型防污涂层包含仿生物表面微结构的防污涂层和以生物防污剂为功能填料的防污涂层。现有仿生物表面微结构的防污涂层的表面微结构的制备方法包括光刻蚀法、等离子体刻蚀法、3D打印技术和天然膜压膜法。其中，光刻蚀法、等离子体刻蚀法和3D打印技术成本高，所获得的微结构单元单一，大规模化生产有困难，实用性差。而针对天天然膜压膜法制备微结构表面时，阴、阳膜材料低成本、高效完整还原天然膜材料也是一大困难问题。

中国专利CN111792615A公开了一种通过微结构保护的疏水材料及其制备方法和应用，公开了以光刻和湿法刻蚀获得了硅基底四棱锥微结构，该四棱锥尺寸固定，侧壁角度为125°，边长60为μm，高度为40μm，适用于大尺寸材料的制备，但该方法本身存在工艺成本高又局限结构层次的问题，无法基于结构而“修饰”其他结构，或一次性加工组装多种微结构单元。因此，研究并开发一种具备多种(层次)微结构单元表面对微结构表面的开发，实为必要。

中国专利CN104212320A公开了“一种具有抗藻类附着性能的仿生织构化材料及其制备方法”，该发明以天然物质(蟹壳或荷叶)为模板，有机硅弹性体为过渡模板，所获防污材料为有机硅改性丙烯酸聚氨酯，尽管该材料较好的还原了天然物质表面。但是，上述制备方法中阴膜和阳膜不易分离，导致防污材料的表面仿生结构不完整。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有仿生微结构的防污涂层及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法使预处理模板和防污涂层易于分开，能够完整保留防污涂层的仿生物结构。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有仿生微结构的防污涂层的制备方法，包括以下步骤：

将生物模板正置于第一硅橡胶溶液表面，进行第一聚合反应后，剥离去除生物模板，得到具有阴形貌的模板；

将所述模板的具有阴形貌的一侧依次进行等离子处理和脱模剂浸润，得到具有阴形貌的预处理模板；

将第二硅橡胶溶液浇筑在所述预处理模板的具有阴形貌的一侧，进行第二聚合反应后，剥离去除预处理模板，得到所述具有仿生微结构的防污涂层。

优选地，所述生物模板包括番泻叶。

优选地，所述第一硅橡胶溶液和第二硅橡胶溶液独立地包括有机硅树脂DC184。

优选地，所述第一聚合反应的温度为40～80℃，时间为5～12h。

优选地，所述脱模剂浸润的脱模剂包括羟基硅油和/或二甲基硅油。

优选地，所述剥离去除预处理模板后，还包括：在剥离去除预处理模板得到的剥离产物的仿生微结构表面依次组装生物胶和生物防污剂。

优选地，所述生物胶包括鼠李糖和/或壳聚糖。