[发明专利]一种含丹皮酚和烟碱结构的防污剂及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种海洋环境中应用的化合物质防污剂，特别涉及一种含丹皮酚和烟碱结构的防污剂及其制备方法，是针对海洋环境下防除船舶及水下结构物表面生物污损的新型防污剂技术，属于海洋防污技术领域。

背景技术：

海洋环境中生活着大量生物，有一部分生物营附着生长，会对船舶及人造结构物造成不利影响，被称为海洋污损生物，如藤壶、贻贝、海鞘、苔藓虫、水螅、海绵、绿藻、硅藻等。这些海生物附着在海水中的船舶、船坞、码头、石油平台、海底电缆、浮标、电厂冷却管道、渔网等结构物表面，会导致严重危害和经济损失，造成船舶航行阻力增大、管道阻塞、冷却设备导热性降低和渔获量降低等。为了防除海洋污损生物而采取的技术措施是海洋防污技术，其中最常用的方法是涂刷含有防污剂的防污涂料。这类涂料的配方及其制备已有多种技术方案，如专利号为GB1457590的专利记载一种含三苯基锡的防污涂料，其防污效果达到5年以上，因此，自上世纪八十年代以来，有机锡成为国内外普遍使用的防污剂，然而，这种防污剂对其它非目标生物如鱼类、贝类等也具有强毒性，且易在生物体内和海水、淤泥中累积，因此对海洋生态环境造成严重不利影响，国际海事组织(IMO)已禁止有机锡在防污涂料中的应用；另外，氧化亚铜和滴滴涕(DDT)等有毒防污剂也面临同样的问题，因此，需要新的防污剂作为替代品。日本专利JP2009132733公开了一种八氢化萘防污剂，在3.0μg/ml的浓度下，对污损生物的附着抑制率达到100％；专利WO2009/115051记载了一种苯并吡喃酮防污剂，对藤壶金星幼虫附着的有效抑制浓度为3.0μg/ml；美国专利US 7557148记载了一种环状羧酸防污剂，此类物质可以直接添加到涂料中，也可以结合到树脂上制备成自抛光型防污涂层，具有优异的防污效果；另一种美国专利US7335248记载了一种含硫有机酸类防污剂，可以作为配体物与金属离子结合，对藤壶幼虫的有效抑制浓度为5.7μg/ml，制备涂层后防污效果达到6个月以上；中国专利CN1189293A记载了一种哒嗪酮类防污剂，将二氢哒嗪酮和哒嗪酮化合物施用于海洋结构物防污涂料上，可抑制海洋生物附着；另一种中国专利CN101485321A记载了一种齐墩果酸防污剂，实验室内对大型污损生物藤壶金星幼虫的半抑制浓度为0.35μg/ml，实海挂板38天，生物污损明显低于空白样板；还有一种中国专利CN1651412A记载了一种含吲哚的酰胺衍生物防污剂，具有明显的杀菌活性，且对非目标生物几乎无毒；中国专利CN1499928A公开了一种烷基胺衍生物防污剂，可用作单一的防污剂使用，也可与其它防污剂复配使用，具有一定的防污效果；综合起来看，上述这些专利技术公开的防污剂虽然具有防污效果，但尚未能达到与有机锡防污剂相同的防污性能，且其制备工艺复杂，防污效果差，海洋污染较大，适应范围受限等，所以，仍然需要进一步寻找防污性能强，且对环境无害的海洋防污剂。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，针对原有海洋防污剂有机锡、滴滴涕等严重破坏生态环境，急需新型防污剂替代品的问题，设计一种新型的含丹皮酚和烟碱结构的防污剂及其制备工艺，能较好地抑制硅藻、藤壶幼虫、藻类孢子、贻贝等海生物在材料表面的附着。

为了实现上述目的，本发明所涉及的防污剂为一种含丹皮酚结构和烟碱结构的有机化合物，其分子结构式如下式：

其中，结构式A部分为丹皮酚结构，B部分为烟碱结构，化合物的分子量为300.1，状态为白色晶体。

本发明涉及的防污剂的制备方法是将丹皮酚∶甲醛∶烟碱＝1∶(1～4)∶1的重量比进行曼尼希(Mannich)反应，反应温度为0～120℃，反应时间为1～48小时，以酸作为催化剂，pH值为1～7，反应完毕，将产物分离，用碱性溶液中和至pH＝7，纯化得到化合物；先将丹皮酚放入反应容器中，加入溶剂，室温下搅拌使之充分溶解；再加入甲醛类化合物，然后加入烟酰胺，搅拌使之完全溶解，加热至反应温度后，将催化剂放入恒压漏斗中，然后向反应容器中缓慢滴加，进行反应，待反应结束，抽滤除去溶液，用碱性溶液中和后得到白色固体产物，最后再用溶剂进行重结晶后得到含有丹皮酚和烟碱结构的化合物即为防污剂产品。