[发明专利]包含具有甲硅烷酯官能基和季铵/鏻基团的聚合物的污染控制组合物

说明书

本发明涉及适用于污染控制涂料组合物中的聚合物、包含该聚合物的污染控制涂料组合物、保护浸没于水中的人造结构免受污染的方法，及涂覆有该污染控制涂料组合物的基材或结构。

浸没于水中的人造结构(例如船壳、浮标、钻探平台、石油生产钻机及管道)易受水生生物(例如绿藻及褐藻、藤壶、贻贝及诸如此类)的污染。该结构通常由金属制得，但亦可包含其他结构材料(例如混凝土)。此污染对船壳有损害，因为其增加了借助水移动期间的摩擦阻力，结果使速度降低且燃料成本增加。其对静态结构(例如钻探平台及石油生产钻机的支腿)有损害，首先因为厚污染层对波浪及水流的阻力可在该结构中造成不可预测且具有潜在危险的应力，且其次因为污染使得难以检查结构的缺陷(例如应力断裂及腐蚀)。其对管道(例如冷却水入口及出口)有损害，因为污染使有效横断面积减少，且结果使流速降低。

已知使用污染控制涂料组合物(污染控制涂料组合物有时称作防污染涂料组合物)作为(例如)船壳上的表涂料，来抑制海洋生物(例如藤壶及藻类)的聚落及生长，此通常通过海洋生物的杀生物剂的释放达成。

通常，防污染油漆包含相对惰性的基料以及自油漆沥滤的杀生物颜料。已使用的基料尤其为乙烯基树脂及松香。乙烯基树脂为海水不溶性的，且基于该树脂的油漆使用高颜料浓度以便在颜料粒子的间接触以确保沥滤。松香为硬脆性树脂，其略微溶于海水中。基于松香的防污染油漆已称作可溶性基质或侵蚀油漆。杀生物颜料自所用松香基料的基质逐渐沥滤出，留下松香的骨骼基质，该杀生物颜料自船体表面洗掉以容许自油漆膜内深处沥滤杀生物颜料。

近几年的许多成功的防污染油漆为基于聚合基料的“自抛光聚合物”油漆，杀生物三有机锡部分与该聚合基料化学结合且该杀生物部分自其由海水逐渐水解。在该基料系统中，在第一步骤中通过与海水的反应将直链聚合物单元的侧基分裂，结果使剩余的聚合物框架变得具有水可溶性或水可分散性。在第二步骤中，将船上油漆层的表面处的水可溶性或水可分散性框架洗掉或侵蚀。该油漆系统如(例如)GB-A-1457590中所阐述。由于三有机锡的使用已受立法限制且将在全球禁止，因此业内需要可用于防污染组合物中的替代防污染物质。

包含经酸封端的季铵/基团的聚合物(“酸封端的季铵化聚合物”)为包含封阻官能基的基料聚合物的实例，该聚合物的封阻基团可经海水物质水解、解离或交换，结果使剩余的聚合物框架变得可溶于或可分散于海水中，该聚合物的该封阻基团具有低毒性，优选非杀生物性。WO2004/018533阐述包含酸封端的季铵化聚合物的防污染涂料组合物。

亦已研发出包含甲硅烷酯基团的自抛光防污染油漆系统。包含该聚合物的该防污染组合物阐述于(例如)WO 00/77102 A1、US 4,593,055、US 5,436,284及WO2005005516中。

本发明者现已设计稳定的可水解的聚合物，已发现与目前已知的污染控制涂料相比，其在调配为污染控制涂料时可改进防污染活性。

本发明聚合物包含

(a1)甲硅烷酯基团，和

(a2)季铵基团和/或季基团，所述季铵基团和/或季基团经相对离子中和，其中相对离子由具有脂族烃基、芳族烃基或烷芳基烃基的酸的共轭碱组成。

甲硅烷酯基团(a1)和/或季铵基团和/或季基团(a2)可位于悬挂于聚合物主链的侧链上，或另一选择为于聚合物本身的主链中。然而，优选甲硅烷酯基团(a1)和/或季铵基团和/或季基团(a2)位于悬挂于聚合物主链的侧链上。

该聚合物可通过使包含甲硅烷酯基团(a1)的单体及包含季铵基团和/或季基团(a2)的单体及任选其他单体聚合获得，其中季铵基团和/或季基团由相对离子中和，其中相对离子由具有脂族烃基、芳族烃基或烷芳基烃基的酸的共轭碱组成。

该聚合物可为(甲基)丙烯酸系聚合物。

(甲基)丙烯酸系聚合物意指可通过丙烯酸、甲基丙烯酸或其盐、酯、酰胺或腈衍生物任选与一种或多种其他乙烯基可聚合单体的聚合获得的聚合物。(甲基)丙烯酸系聚合物最通常为可通过丙烯酸酯单体(acrylic acid ester monomer)(“丙烯酸酯单体(acrylate monomer)”)和/或甲基丙烯酸酯单体(methacrylic acid ester monomer)(“甲基丙烯酸酯单体(methacrylate monomer)”)任选与一种或多种其他乙烯基可聚合单体的聚合获得的聚合物。