[发明专利]一种苯并噁嗪改性有机硅树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种苯并噁嗪改性有机硅树脂，是由苯并噁嗪官能化硅烷和聚二甲基硅氧烷缩聚制备得到；所述苯并噁嗪改性有机硅树脂的结构式如下：各取代基定义详见说明书。本发明提供了一种新型低成本、低表面能、绿色无氟、耐久度好的苯并噁嗪改性有机硅树脂，与传统氟硅改性相比，苯并噁嗪改性有机硅树脂具有比拟含氟化合物的低表面自由能而不含任何氟原子、成本低廉、环境友好、且具有较好的机械强度、可弥补有机硅机械性能差的不足的特点。

技术领域

本发明属于有机硅树脂技术领域，具体的说，涉及一种苯并噁嗪改性有机硅树脂及其制备方法与应用。

背景技术

水生动植微生物如藤壶、牡蛎、海鞘类、海白菜以及在海洋设施表面附着生长的绿皮层会对海洋设施造成严重的生物污损问题，不仅降低了设备的使用性能，还会显著降低设施和材料的安全有效运行。以船舶为例，生物污损会大大增加船舶外壳的动力阻力。100μm厚的生物膜就会增加摩擦阻力10％以上，1mm厚则可将阻力增加80％，使船速降低15％。船底生物污损严重时，海洋生物附着可达十多厘米厚，对具有近万平方米船底的大型商用船舶或军用舰船来说，将显著降低船速，增加能耗；污损生物附着在船底声纳等设备上会引起设备信号减弱甚至失灵；部分附着细菌代谢物、藻类产生的氧气会加速金属结构电化学腐蚀，破坏海上设施的主体结构，严重影响海上工程设施的性能发挥和安全运行。一些换热系统采用海水冷却，进水管被海洋污损物附着会减小海水流入，降低换热效率。众多海下工程设施如支柱、港口设施、渔网、船舶、海岸工业设施长期受到生物污损问题的困扰。

海洋微生物开始会逐渐通过物理化学方式附着在设施表面上。微生物最外层包裹着多肽、多糖等生物大分子或产生一层“胶”(构成材料与多糖、多肽相近)是进行附着的主要物质，生物大分子极性很强，很容易通过氢键附着在含有极性基团的设备表面上。进一步生物大分子与设备表面会发生反应而形成更强化学附着。疏水表面因不含极性基团而对海洋微生物具有较低的亲和力，致使微生物与疏水表面之间仅存范德华力，这种附着力非常弱。

上世纪50年代，三丁基锡自抛光防污涂料(TBT-SPC)的问世以其优异的性能和巨大的成本优势获得了迅猛发展，占据防污涂料市场70％以上，取得了巨大的社会效益和经济效益。但其释放后会强烈干扰生物的生长和繁殖，甚至引发生物遗传变异，并可通过食物链进入人体，直接危害人类健康。在此严峻的形势下，世界各国先后采取行动限制有机锡防污漆的使用，至2008年相关产品已被国际海事组织(IMO)全面禁止。防污涂料开启了“低毒、无毒”时代，世界各国均加快了新型涂料技术的研制和开发。虽然后续的替代无锡自抛光防污涂料在一定程度上缓解了防污需求和环境问题之间的矛盾，但所使用含有机金属(如锌、铜等)基团的防污剂与有机锡作用机制类似，其大量富集具有生物危害性，其环境安全性仍值得关注和商榷。因此，这一领域正处于旧的防污涂料被淘汰，新的产品还未兴起的关键阶段，开发研制新型环境友好型无毒防污涂料已是大势所趋。因此，改变材料表面性质，开发新型非释放型防污涂层材料，使海洋生物在与之相互接触中，不利于生物附着能够从根本上解决生物污损问题，并以最小的环境代价实现利益最大化，此类技术的发展无疑对推动我国船舶、海产、国防等行业的发展具有重要的意义。