一種多功能改性防污涂料樹脂及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種防污涂料樹脂及其制備方法和應用，尤其涉及一種既具有抗菌功 能又具有抗蛋白吸附功能的防污涂料樹脂及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在海洋中的船只或者水下設備都會受到海洋生物的污損，對于它們的性能、使用 壽命等造成負面的影響。而解決海洋生物污染的方法有機械清除、水下清理、涂覆海洋防污 涂料等，其中最有效也是最方便的就是涂覆海洋防污涂料。
[0003] 現(xiàn)階段的海洋防污涂料要達到防污的效果，主要通過兩個途徑，一是毒殺，通過毒 性物質直接殺死吸附在表面的海洋生物；二是低表面能，通過疏水疏油性防止海洋生物在 表面富集?，F(xiàn)有毒殺型海洋防污涂料由于釋放后對海洋環(huán)境存在潛在危害，已經被禁用或 限用。低表面能型防污劑主要有有機娃和有機氣兩大類，但低表面能只能有趨避作用，一旦 海洋生物吸附在船底，則需要施加一定的力才能夠脫離，所W目前只能應用在高速船體上。 因此，必須將多種有效防污技術協(xié)同作用，方能更好地實現(xiàn)高效、無毒、節(jié)能的防污目標。
[0004] 本發(fā)明中采用的辣素是從辣椒中提取出來的一種綠色環(huán)保、具有良好的殺菌活性 的物質，在海洋防污中，可W控制細菌吸附的步驟，從而阻斷其他大型生物繼續(xù)在船舶表面 生長。而聚己二醇由于具有很低的聚合物-水界面能而表現(xiàn)出優(yōu)良的對于蛋白質吸附和細 胞粘附的耐性。另外聚己二醇是一種非離子型水溶性聚合物，一般認為，聚己二醇與水分子 之間卓越的水合作用W及立體排斥作用，該些作用對抵制蛋白質的吸附至關重要。因此，女口 果能夠將該兩種單體結合在一起，有望提供一種既具有抗菌功能又具有抗蛋白吸附功能的 多功能改性防污涂料樹脂，并且環(huán)境友好，因此將在環(huán)境友好型海洋防污領域有很大的應 用前景。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種既具有抗菌功能又具有抗蛋白吸附功能 的多功能改性防污涂料樹脂及其制備方法和應用。
[0006] 本發(fā)明提供了一種多功能改性防污涂料樹脂，其結構通式如下：
【主權項】
1. 一種多功能改性防污涂料樹脂，其特征在于，結構通式如下：
S*R1、R2、R3SH*CH3;R4、R 5SF、Cl、Br、OH、SH、OCH3、OCH2CH3*SCH 3;Rf^CH3、 CH2CH3、CH2CH2CH3、CH 2CH2CH2CH3、CH2CH (CH3) 2 或 C (CH3) 3。
2. 根據權利要求1所述的一種多功能改性防污涂料樹脂，其特征在于：所述結構通式 中 m=2〇-80, n=2〇-80, 〇=20_100, p=30_100 ;x=0_100。
3. 制備權利要求1或2所述的多功能改性防污涂料樹脂的方法，其特征在于，包括如下 步驟： (1) 準備以下反應物：含辣素官能團的單體、聚乙二醇單甲醚-甲基丙烯酸酯即PEGMA、 丙烯酸酯類單體、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷即KH570、鏈轉移劑、引發(fā)劑、有機 溶劑；將引發(fā)劑分為三份，第一份為引發(fā)劑總質量的14%_23%，第二份為引發(fā)劑總質量的 54%-72%，第三份為引發(fā)劑總質量的14%-23% ;將有機溶劑分為兩份，第一份為有機溶劑總 質量的20%-27%，第二份為有機溶劑總質量的73%-80% ; (2) 將第一份引發(fā)劑溶于第一份有機溶劑中，放入容器，并預熱； (3) 將含辣素官能團的單體、PEGMA、丙烯酸酯類單體、KH570、鏈轉移劑和第二份引發(fā)劑 溶于第二份有機溶劑中，均勻滴加到步驟（2)的容器中；在氮氣保護下，進行聚合反應；之 后，加入第三份引發(fā)劑，保溫； (4) 采用沉淀劑將聚合反應產物沉出，離心，干燥，得到多功能改性防污涂料樹脂。
4. 根據權利要求3所述的多功能改性防污涂料樹脂的制備方法，其特征在于， 所述含辣素官能團的單體、PEGMA、丙烯酸酯類單體和KH570的用量按摩爾比計，為： 20-80:20-80:20-100:30-100 ;所述鏈轉移劑的用量為含辣素官能團的單體、PEGMA、丙烯酸 酯類單體和KH570總質量的0. 5%-1% ;引發(fā)劑的用量為含辣素官能團的單體、PEGMA、丙烯酸 酯類單體和KH570總質量的2%-4% ;有機溶劑的用量為含辣素官能團的單體、PEGMA、丙烯酸 酯類單體和KH570總質量的100%-300%。
5. 根據權利要求3所述的多功能改性防污涂料樹脂的制備方法，其特征在于，所述的 含辣素官能團的單體的結構式為：
式中 R2為 H 或 CH3;R4、R5 SF、Cl、Br、OH、SH、OCH3、OCH2CH3 或 SCH3。
6. 根據權利要求3所述的多功能改性防污涂料樹脂的制備方法，其特征在于，所述的 PEGMA的結構式為：
式中札為H或CH3;x=0-100。
7. 根據權利要求3所述的多功能改性防污涂料樹脂的制備方法，其特征在于，所述的 丙烯酸酯類單體的結構式為：
式中 R3為 H 或 CH 3;R 6為 CH 3、CH2CH3、CH2CH2CH 3、CH2CH2CH2CH3、CH 2CH(CH3) 2 或 C (CH3) 3。
8. 根據權利要求3所述的多功能改性防污涂料樹脂的制備方法，其特征在于：所述的 鏈轉移劑為十-烷基硫醇或十八烷基硫醇。
9. 根據權利要求3所述的多功能改性防污涂料樹脂的制備方法，其特征在于：所述的 引發(fā)劑為2, 2-偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰。
10. 根據權利要求3所述的多功能改性防污涂料樹脂的制備方法，其特征在于：所述的 有機溶劑選自酯類、酮類或醚酯類；所述酯類為乙酸丁酯或乙酸乙酯或其任意比例的混合； 所述酮類為丙酮或甲基乙基酮或其任意比例混合；所述醚酯類為乙二醇乙醚醋酸酯、乙二 醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯中的一種或多種任意比例混合。
11. 根據權利要求3所述的多功能改性防污涂料樹脂的制備方法，其特征在于，所述的 沉淀劑選自乙醚、甲醇、正己烷、石油醚或二氯甲烷。
12. -種權利要求1或2所述的多功能改性防污涂料樹脂的應用，其特征在于，該應用 為：將所述多功能改性防污涂料樹脂應用于海洋防污。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能改性防污涂料樹脂，其結構通式如式（1）。采用自由基溶液聚合法，以含辣素官能團的單體、聚乙二醇單甲醚-甲基丙烯酸酯（PEGMA）、丙烯酸酯類單體、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）、鏈轉移劑、引發(fā)劑和有機溶劑為原料制備。該多功能改性防污涂料樹脂，不僅具有濕氣固化特性，可提高涂膜的力學性能及強度，又同時具有抗菌性和抗蛋白吸附性，可作為環(huán)境友好型海洋防污涂料的成膜物。式（1）。
【IPC分類】C08F230-08, C09D133-14, C09D151-08, C08F220-14, C08F290-06, C09D5-14, C09D5-16, C08F220-58, C08F220-28, C09D143-04, C08F220-18
【公開號】CN104672379
【申請?zhí)枴緾N201510073236
【發(fā)明人】張慶華, 劉海龍, 詹曉力, 陳曦, 陳豐秋
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月12日