[发明专利]一种含双亲链段硅烷偶联剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种含双亲链段硅烷偶联剂的制备方法及其应用，特别应用于对污损释放型防污涂层进行表面改性。它属于有机硅功能化合物中间体合成及应用研究领域。本发明将聚乙二醇亲水单体、含氟疏水单体与含双键硅烷偶联剂在反应体系中进行自由基聚合，反应过程简单可控，能够将含双亲链段结构接枝到污损释放型防污涂层中，此种链段的存在能够有效增强污损释放型防污涂层对生物膜形成过程的防御抵抗，对海洋生物无毒，具有环保性。

技术领域

本发明涉及一种含双亲链段硅烷偶联剂的制备方法及其应用，特别应用于对污损释放型防污涂层进行表面改性。它属于有机硅功能化合物中间体合成及应用研究领域。

背景技术

任何浸入海水中的设施都难以摆脱海洋生物的污损，有机分子或颗粒数秒内在基体表面聚集，形成富含蛋白的基膜。细菌以及单细胞硅藻等随后在基膜上沉积并分泌胞外聚合物，并依靠胞外聚合物的包覆保护，最终粘附在基膜上，由此形成海洋污损生物群落初级阶段的生物膜，生物膜中细菌等微生物之间，以及它们与无脊椎动物幼虫、藻类孢子之间相互作用，相互影响，并且它们与随后的大型污损生物附着有着复杂的关系。

目前，行之有效的商品化防污涂料大多依靠向周围海水中缓慢释放防污剂，尽管有效，但对非目标生物造成许多负面影响。防污剂及其代谢产物在生物体内累积并破坏其内分泌系统等。国际海事组织(IMO)和海洋环境保护组织(MEPC)对毒性防污涂料禁止使用，各国纷纷提高防污涂料市场准入门槛，环境友好型防污涂层技术的发展势在必行。

污损释放型防污涂层是不含任何防污毒剂的柔性材料，具有不沾污和易移除双重作用效果，从而成为环境友好型防污涂层的重要发展方向。但它的使用受到一定条件的限制，此类涂层一般不能阻止由硅藻和细菌形成的生物膜在其表面附着，而且对于成熟的污损生物群落的形成，生物膜演变过程是必不可少的，因此关于污损释放型防污涂层表面改性工作的开展日渐重要。本专利制备一系列长短以及功能不一的双亲性功能链段，赋予涂层一定的亲水以及疏水性能，增强污损释放型防污涂层在污损附着初级阶段拦截糖蛋白、生物胶以及游离孢子的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种含双亲链段硅烷偶联剂的制备方法；本发明的目的之二在于提供一种采用该方法制得的产品，应用于污损释放型防污涂层进行双亲性能的表面改性。通过对污损释放型防污涂层进行双亲改性，在低表面能涂层中接枝亲水疏水链段部分，有效抵挡来自于生物膜附着阶段的糖蛋白、生物胶以及游离孢子。

为达到上述目的，在本发明的第一方面，提供了一种含双亲链段硅烷偶联剂的制备方法，反应体系中加入一定的溶剂，通氮气，以排净体系空气，搅拌使反应体系混合均匀，升温至70～115℃，将摩尔质量比为0.8～1.2：0.8～1.2：1的聚乙二醇亲水单体、含氟疏水单体与含双键硅烷偶联剂加入到有机溶剂中，配成质量浓度为40～80％的混合溶液，与占单体总量(单体总量为聚乙二醇亲水单体、含氟疏水单体与含双键硅烷偶联剂的质量总和)的质量浓度为0.1～0.5％的引发剂混合，向反应体系缓慢滴加，滴加完毕反应1～3h，并补加占单体总量(单体总量为聚乙二醇亲水单体、含氟疏水单体与含双键硅烷偶联剂的质量总和)的质量浓度为0.1～0.5％的引发剂，之后继续反应1～3h，得粗产物，将粗产物进行减压蒸馏除去低沸点馏分，获得淡黄色或红棕色澄清透明液体产物即为一种含双亲链段硅烷偶联剂；

一种含双亲链段硅烷偶联剂的结构式如下：