[发明专利]一种丙烯酸树脂的制备及其在防污涂料中的应用

说明书

本发明公开了一种丙烯酸树脂及其制备方法与应用。有益效果为：所公开的含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂具有良好的成膜性和防污性；其制备方法工艺简单，原料易得，成本较低，具有显著的经济效益；以该丙烯酸树脂作为防污涂料成膜物，会释放球形低极性分子，迁移到涂层表面形成一层疏水微层，改变了涂层表面理化特性，增强了涂层的防污性能，且生产成本低，涂装施工工艺简单。

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸树脂，特别是涉及一种含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂及其制备方法和在制备海洋防污涂料中的应用。

背景技术

丙烯酸树脂具有广泛的应用，用于海洋防污涂料的丙烯酸树脂就是其中的一种。传统的用于防污涂料的丙烯酸树脂在涂层中主要起成膜、控制防污剂释放作用，对涂层的防污作用没有直接贡献。用于自抛光防污涂料的丙烯酸金属盐树脂，由于在涂膜磨蚀过程中释放重金属，故具有潜在的生态风险。以有机硅树脂为成膜物的涂层具有较低的表面能，不利于海洋生物附着，对涂层的防污作用有直接贡献。但是，有机硅树脂对基材附着力差，作为成膜物单独使用效果不佳。含硅丙烯酸树脂作为海洋防污涂料成膜物仍对涂装基材要求较高，要求基材涂装底、中涂，增加涂装施工工艺复杂程度和使用成本，影响含硅丙烯酸树脂防污涂料的使用和生产规模。

发明内容

本发明的目的是提供一种含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂，该丙烯酸树脂具有良好的成膜性和防污性，且不会释放重金属，生态风险小。

本发明的另一目的是提供上述含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂的制备方法，该方法工艺简单，原料易得，成本较低。

本发明的又一目的是提供上述含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂在制备海洋防污涂料中的应用，以该丙烯酸树脂作为防污涂料成膜物，增强了涂料的防污性能，且涂装施工工艺简单，使用成本低。

具体而言，本发明一方面提供了一种含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂，该树脂的结构式为：

其中，R₁、R₂和R₃同时或不同时为氢或甲基，R₄和R₅不同时为甲基、乙基或丙基，m＝1-500，n＝5-400，p＝0-4，q＝0-500，分子量为5000-40000g/mol。该丙烯酸树脂具有良好的成膜性和防污性，且不会释放重金属，具有显著的生态效益和社会效益。

在本发明的另一方面，还提供了含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂的制备方法，过程为：使丙烯酸叔烃基酯与丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯的一种或几种在引发剂和有机溶剂存在条件下发生聚合反应，得含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂。方法工艺简单，原料易得，成本较低，具有显著的经济效益。

作为优选，含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂制备方法中丙烯酸叔烃基酯为丙烯酸(3-乙基)戊基酯，丙烯酸(4-丙基)庚基酯，丙烯酸(5-丁基)壬基酯，丙烯酸(6-戊基)十一烷基酯，丙烯酸(7-已基)十三烷基酯，甲基丙烯酸(3-乙基)戊基酯，甲基丙烯酸(4-丙基)庚基酯，甲基丙烯酸(5-丁基)壬基酯，甲基丙烯酸(6-戊基)十一烷基酯，甲基丙烯酸(7-已基)十三烷基酯的一种或几种。

作为优选，含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂制备方法中引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二(2，4-二氯苯甲酰)、过氧化二乙酰、过氧化二辛酰、过氧化二月桂酰、二异丙苯过氧化物D、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯中的一种或几种。该引发剂具有独特的化学活性，在加热条件下发生共价键均裂而生成两个自由基，能够快速引发聚合反应。

作为优选，含丙烯酸叔烃基酯单元结构的丙烯酸树脂制备方法中有机溶剂为二甲苯、正丁醇、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种。该反应溶剂有利于传热和散热，幷使分子能够分布均匀、增加分子间碰撞和接触的机会，从而加快了反应进程。