[发明专利]一种仿生自修复、防污、防腐多功能涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种仿生自修复、防污、防腐多功能涂料的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

1)将还原氧化石墨烯加入二甲基甲酰胺中超声混合1小时后，倒入反应容器中，并加入异佛尔酮二异氰酸酯，反应在氮气气氛下进行12小时，反应完成后通过离心获得混合物；将混合物用乙酸丁酯超声清洗3次，最后将清洗后的产物在真空干燥炉中在60℃下干燥24小时，得到功能还原氧化石墨烯；

所述的还原氧化石墨烯和二甲基甲酰胺的配比为每0.5-2mL二甲基甲酰胺加入2mg还原氧化石墨烯；所述的还原氧化石墨烯和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为1:(1-10)；

2)将异佛尔酮二异氰酸酯倒入另一个反应容器中，加热至50℃并通入氮气，将聚四氢呋喃醚二醇以每秒0.2mL的速度加入该反应容器中，滴加完成后在50℃下反应30分钟，然后将温度升至80℃，反应持续3小时获得聚氨酯预聚体，将聚氨酯预聚体装瓶并密封，冷却至室温后储存；异佛尔酮二异氰酸酯与聚四氢呋喃醚二醇的质量比为0.92:0.8-1.2；聚四氢呋喃醚二醇的分子量为850；

3)按照聚氨酯预聚体和乙酸乙酯质量比1:(0.6-2)称取聚氨酯预聚体和乙酸乙酯并倒入烧杯中，加入功能还原氧化石墨烯，混合超声分散1小时，获得聚氨酯预聚体混合溶液；将防污剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和扩链剂2-羟乙基二硫化物添加到二甲基甲酰胺中，并完全溶解，获得扩链剂防污剂混合溶液；将扩链剂防污剂混合溶液加入聚氨酯预聚体混合溶液中，并加入乙酸乙酯溶剂稀释，使得溶质占溶液质量20-50％；然后在60℃下搅拌2小时结束反应，获得用于制备仿生自修复、防污、防腐多功能涂料；

功能还原氧化石墨烯与聚氨酯预聚体的质量比为(0.05～0.15):1；聚氨酯预聚体与扩链剂2-羟乙基二硫化物的质量比为(4.0～4.2):1；防污剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮占整个聚氨酯涂层质量的0.1-10wt％；2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-羟乙基二硫化物的总质量与二甲基甲酰胺质量的比为1:(0.5-1.5)。

2.根据权利要求1所述的仿生自修复、防污、防腐多功能涂料的制备方法，其特征在于，还原氧化石墨烯的制备过程如下：

1)按照每0.8～1.2mL去离子水加入1mg氧化石墨烯的比例，将GO分散在去离子水中并超声处理1h，获得氧化石墨烯分散液；

2)将水合肼添加到氧化石墨烯分散液中，并在100℃下搅拌24h；所述的水合肼与氧化石墨烯配比为每100mg石墨烯加入0.8-1.2mL水合肼；

3)过滤所得步骤2)所得混合物并用乙醇和去离子水洗涤，通过冻干干燥分离的黑色固体以获得还原氧化石墨烯。

3.根据权利要求1所述的仿生自修复、防污、防腐多功能涂料的制备方法，其特征在于，步骤2)中在聚氨酯预聚体制备前，先将PTMG倒入旋转蒸发器的旋转瓶中，然后在120℃的真空下蒸馏2小时，冷却至60℃后，将其装瓶并密封保存。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法制备的仿生自修复、防污、防腐多功能涂料。

5.一种利用权利要求4所述的涂料制备仿生自修复、防污、防腐多功能涂层的方法，具体如下：将所述涂料涂覆在金属基材表面后，在80℃真空炉中固化24小时得到所述仿生自修复、防污、防腐多功能涂层；所述的金属基材包括：铁、铜、钢、镁、钛、铝的一种或多种的合金。

6.一种根据权利要求5所述方法制备得到的仿生自修复、防污、防腐多功能涂层。