[发明专利][(12‑丙烯酰‑氧)‑脱氢松香酸‑辣椒素酯]‑丙烯酸共聚物及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于海洋生物污损防治技术领域，具体涉及[(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸-辣椒素酯]-丙烯酸共聚物及其制备方法，以及其在海洋生物防污方面的应用。

背景技术

在海洋环境中，船舶会受到海水腐蚀，同时还受到海洋微生物附着而造成的生物污染。据统计，在世界各地的海域中有2000多种附着生物，这些微生物的幼虫和孢子在海洋中漂浮、游动，当其发育到一定程度会在船底附着、定居并进一步繁殖，当船舶附着海生物后，会造成表面摩擦阻力增大，降低船速，增加燃料消耗，增加进坞维修次数。据估计，在没有防污措施的情况下，经过6个月的航行或者停泊，将会在船底处附着海生污染物150kg/m²，直接造成的燃料消耗量上升50％。同时，这些生物还会分泌出有机酸等代谢物，使船底钢板及水下设施的腐蚀破坏加剧、使用寿命显著缩短。为解决此问题，各种船舶防污涂料便应运而生。

防污漆的作用原理为涂覆在船底的防污漆涂层释放出毒素，在靠近船底的水下形成薄薄一层有毒的水区，从而驱赶幼虫和孢子，不让其附着和“定居”生长在船壳表面。防污漆所用的毒素，称作防污颜料，主要有氧化亚铜和有机锡树脂。

氧化亚铜是防污漆中应用最广泛的毒素，它对动物类和植物类海生物都有防污效果，可用作防污漆配方中的防污颜料，其作为防污颜料已经沿用了几十年, 也是目前防污漆正在使用的主要毒料品种。但经验表明氧化亚铜在船停泊时对海藻类的防污能力较差。

三丁基锡，俗称TBT，是一种曾广泛应用于船舶防污漆的有机毒性添加剂，它能非常有效地同时抑制藤壶和海藻的生长，而且使用TBT制成的防污漆毒效持续时间长3具有长效防污的优点，可以有效延长船舶因船底污染而必须进坞涂装的维修周期，减省运营维护成本。它在延缓因船壳表面粗糙度增大而航速变慢的进程方面表现很突出，有效降低了燃料成本。但到了20世纪70年代后期，人们逐渐发现并确认了防污漆中使用TBT毒素会造成海洋生态环境的严重破坏。 1982年起,英法等国的生产商相继停止生产防污漆用的TBT。随着有机锡类防污漆的禁用，寻找新的生物防污漆已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种[(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸-辣椒素酯]-丙烯酸共聚物，共聚物中含有两种功能基团可与防污涂料基料紧密结合，使其缓慢释放，保护时效性长，生物趋避与生物防治相结合的，对海洋生物无不良影响，以弥补现有技术的不足。

[(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸-辣椒素酯]-丙烯酸共聚物，分子结构式如式(I) 所示：

其中m为1000-5000的自然数。

[(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸-辣椒素酯]-丙烯酸共聚物树脂与防污漆基料混合装于舰船船体上后，在海水的环境下，树脂中的辣椒素和松香酸会缓慢释放，释放出的辣椒素和松香酸达到双重防治海洋生物附着的目的。

[(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸-辣椒素酯]-丙烯酸共聚物树脂为水解型自抛光防污涂料，其在海水中通过化学反应(离子交换型和纯水解型)达到涂层抛光目的，有好的自平滑涂层表面的功效。可以有效降低因涂装技术产生的原始粗糙度，使得船体表面在航运过程中，会变的更光滑，可减少航行的摩擦力，进而降低燃油用量，达到节能减排的目的。

本发明的第二个目的是提供了一种制备式(I)所示共聚物的方法，包括如下步骤：

(1)将12-羟基脱氢松香酸溶于无水乙醚中，再加入弱碱性催化剂搅拌均匀，再向反应液中加入丙烯酰氯，回流反应5-6小时后，减压蒸馏除去未反应完全的丙烯酰氯、乙醚和催化剂后，制得(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸；

(2)将步骤(1)所得(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸溶于氯仿中，并向反应液中滴加二氯亚砜，滴加完毕后，升温回流反应24h，减压蒸馏除去氯仿和多余的二氯亚砜得到(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酰氯；

(3)将辣椒素溶于无水乙醚中，再加入弱碱性催化剂搅拌均匀，再向反应液中加入步骤(2)所得(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酰氯，回流反应7-8小时后，减压蒸馏除去乙醚、催化剂和(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酰氯，得到(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸-辣椒素酯；

(4)将丙烯酸和步骤(3)所得(12-丙烯酰-氧)-脱氢松香酸-辣椒素酯混合均匀，待用；