[发明专利]一种水解速度可控防污硅酯材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

 本发明属于材料化学领域，涉及海洋防污材料及其制备方法技术，具体涉及一种水解速度可控防污硅酯材料及其制备方法与应用。

背景技术

海洋中附着在船体和海洋设施表面的生物污损给海洋运输和海洋资源的勘探、开发、利用等造成巨大的危害。这类污损会显著增加船体质量，增加航行阻力，进而增加燃料消耗和温室气体排放；会改变船体和其它海洋设施的表面状态，从而加快其腐蚀速度；在海洋养殖业中，海洋生物污损还使网箱养殖的网孔堵塞，造成鱼虾大面积死亡。

目前，涂装海洋防污涂料是减小海洋生物污损最为有效、方便和经济的方法。

随着海洋环保法规的日益严格，防污涂料朝着不含有机锡、低氧化亚铜含量、不含重金属杀菌剂和无杀菌剂的方向发展，而防污涂料基体树脂对防污涂料的性能和环保性起到关键性的作用。自抛光防污涂料是目前主流的实用防污漆产品，主要以丙烯酸树脂为基料，氧化亚铜为防污剂，涂层在海水中通过离子交换作用使得聚合物溶解，释放防污剂起到防污效果。但是这类材料对航速有一定依赖性，静态时由于海水的冲刷作用较小，更新效果差，造成防污效果不理想，不能很好满足低航速的船舶、潜艇以及海上采油平台设施的防污。

发明内容

本发明的目的是针对现有材料和技术的不足，提供一种水解速度可控防污硅酯材料及其制备方法与应用。本发明制备的防污硅酯材料性能可控，涂层的水解速度具有可调节性，从而满足不同的应用需要。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种水解速度可控防污硅酯材料，具有以下结构式：

，

其中，R₁为H或CH₃；R₂为CH₃、CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、C₆H₁₃、C₈H₁₇、C₁₂H₂₅、C₁₄H₂₉、C₁₆H₃₃或C₁₈H₃₇；R₃为CH₃、CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₃、CH(CH3)₂、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃、C₆H₁₃、C₈H₁₇或C₆H₅；R₄为水解调控基团；其中m为10~200，n为5~100，x为0~20。

所述水解调控基团为二甲氨基乙酯、二乙氨基乙酯、二甲基苄基氯化铵、三甲基氯化铵、羟乙酯、羟丙酯、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、缩水甘油醚、2,4,6-三溴酚、吡啶、羟基、氨基、聚氧乙烯、吡咯烷酮、季铵盐、磺酸甜菜碱或羧酸甜菜碱中的一种或两种以上。

所述水解速度可控防污硅酯材料的分子量为1×10³~5×10⁴。

本发明还提供一种水解速度可控防污硅酯材料的制备方法，包括以下步骤：将乙烯基不饱和酯类单体、乙烯基不饱和硅酯和乙烯基不饱和水解调控单体以及自由基引发剂按配比混和，在惰性气体保护下将混合物连续缓慢滴加到溶剂中，于60~120℃聚合反应4~24h生成水解速度可控防污硅酯材料；

所述各物质的重量百分比为：乙烯基不饱和酯类单体10~90%，乙烯基不饱和硅酯10~85%，乙烯基不饱和可控水解单体0~20%，自由基引发剂的质量为乙烯基不饱和酯类单体、乙烯基不饱和硅酯和乙烯基不饱和水解调控单体三者质量之和的0.1~3%。