[发明专利]一种自交联型低表面能防污涂料树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防污涂料树脂及其制备方法，尤其是自交联型低表面能防污涂料树脂及其制备方法。

背景技术

在海洋中的船只或者水下设备都会受到海洋生物的污损，对于它们的性能、使用寿命等造成负面的影响。而解决海洋生物污染的方法有机械清除，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。

现阶段的海洋防污涂料要达到防污的效果，主要通过两个途径，一是毒杀，通过毒性物质直接杀死吸附在表面的海洋生物，二是低表面能，通过疏水疏油性防止海洋生物在表面富集。现有毒杀型海洋防污涂料由于释放后对海洋环境存在潜在危害，已经被禁用或限用。低表面能型防污剂主要有有机硅和有机氟两大类，但低表面能只能有趋避作用，一旦海洋生物吸附在船底，则需要施加一定的力才能够脱离，所以目前只能应用在高速船体上。因此，必须将低表面能等多种有效防污技术协同作用，方能更好地实现高效、无毒、节能的防污目标。

专利CN101412779A公开了一种含两亲性侧链的丙烯酸树脂及其制备方法和应用。该树脂以氟改性丙烯酸为主体，不仅可以作为海洋防污涂料的成膜物，而且具有无毒生态友好性能。该树脂利用有机氟的低表面能，使生物难以附着，但需要一定的外力，并且缺乏抗菌作用。专利CN1727374A公开了一种侧链悬挂邻甲硫基苯酚结构的丙烯酸树脂及其制备方法，该发明不仅为制备海洋防污涂料提供了一种性能优良的树脂，而且为化工生产副产物—邻甲硫基间甲基苯酚的综合开发利用提供了一条有效的途径。但该树脂仅仅引入了抗菌型的活性分子，并没有引入有机硅或有机氟等低表面能的聚合物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既具有湿气自交联特性，又能提供低表面能和污染释放性能的自交联型低表面能防污涂料树脂及其制备方法。

本发明的自交联型低表面能防污涂料树脂，其结构通式如式（1）：

式中R₁为H或CH₃；R₂为CH₃、CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH（CH₃）₂或C（CH₃）₃；R₃为H或CH₃；R₄为H或CH₃；m=20-100，n=20-80，o=30-100；x=0-100。

本发明的自交联型低表面能防污涂料树脂的制备方法，采用的是溶液聚合法，包括以下步骤：

1）取聚硅氧烷改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、KH-570、引发剂、有机溶剂和链转移剂，其中聚硅氧烷改性丙烯酸酯的用量为聚硅氧烷改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和KH-570总质量的20%-70%，甲基丙烯酸酯的用量为聚硅氧烷改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和KH-570总质量的20%-70%，KH-570的用量为聚硅氧烷改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和KH-570总质量的10%-50%，引发剂的用量为聚硅氧烷改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和KH-570总质量的2%-3%；有机溶剂的用量为聚硅氧烷改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和KH-570总质量的40%-70%，链转移剂用量为聚硅氧烷改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和KH-570总质量的0.5%-1%，将引发剂分为三份，第一份为引发剂总质量的1%-20%，第二份为引发剂总质量的70%-94%，第三份为引发剂总质量的5%-10%，将有机溶剂分为两份，第一份为有机溶剂总质量的10%-30%，第二份为有机溶剂总质量的70%-90%；

2）将第一份引发剂溶于第一份有机溶剂中，放入连有冷凝管和N₂鼓气装置的三口烧瓶中，预热至55℃-95℃；

3）将聚硅氧烷改性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、KH-570、链转移剂和第二份引发剂溶于第二份有机溶剂中，放入恒压滴液漏斗，采用滴加方式加入至步骤2）的三口烧瓶，并控制在4h滴完，氮气保护下，聚合反应6-8h后，加入第三份引发剂，升温至65℃-105℃，保温8-16h；

4）用沉淀剂将聚合反应产物沉出，离心，真空干燥，得到自交联型低表面能防污涂料树脂。

本发明中，所述的聚硅氧烷改性丙烯酸酯的结构通式为：