[发明专利]一种极地海洋防污树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种极地海洋防污树脂的制备方法，首先通过将含氯异噻唑啉酮类杀菌剂和丙烯酸进行反应制备有防污活性的防污单体，然后再将该单体与乙烯基聚二甲基硅氧烷、丙烯酸丁酯以及丙烯酸‑2‑乙基己酯反应合成了丙烯酸硅烷异噻唑啉酮极地防污树脂。该方法合成的树脂分子结构上的异噻唑啉酮侧链单元可为防污树脂提供优异的防污性能，从而减少防污剂的使用，有效的保护了脆弱的极地海洋生态环境；Si‑O‑Si软链段以及可调的玻璃化温度可有效降低树脂的低温脆性、着冰力以及污损生物的附着，从而赋予该树脂良好的抗污损、耐低温性能。

技术领域

本发明属于特种树脂制备领域，特别是涉及一种可用于极地恶劣条件下的海洋防污树脂的制备方法。

背景技术

两极地区由于其丰富的自然资源以及潜在的便捷航道，一直被各国视为重要的战略区域。因此，未来极地船舶以及航运具有极大的战略以及经济价值。在极地海洋中，船舶表面仍然会受到海洋污损生物的附着，除造成航行阻力增加外，污损生物还会造成船体点状腐蚀，严重危害船员生命财产安全。防止海洋生物附着最有效的方法之一为涂刷海洋防污涂料。

重庆大学的杨斌合成了一种氟改性丙烯酸树脂，当甲基丙烯酸全氟辛烷酯的用量为5%时，可降低树脂涂层与冰的附着力近80%，起到防覆冰作用，同时其低表面能的表面也可以降低树脂涂层与污损生物的附着力，具有一定的防污效果。然而其合成树脂的玻璃化转变温度在30-80℃之间，在极地低温环境下处于玻璃态，脆性较大，很容易发生涂层损坏而失去防护效果；中船重工七二五所厦门材料研究院的陈凯峰利用环氧树脂、醋酸丁酯和异氰酸酯封端的聚氨酯合成得到了一种极地用的耐磨、耐冲击的聚氨酯增韧环氧树脂。然而树脂结构没有防污活性基团，无法起到防止污损生物附着的作用。

国内外极少有极地用防污树脂研究的相关报道，主要是因为在极地极端服役环境下，防污涂层的树脂基体会因低温以及特殊的海洋环境面临以下严峻挑战和难题：

1、防污树脂基体在极地极端低温下，脆性会增加，机械强度下降，从而极易造成防污涂层破损，防护能力降低；

2、船体树脂涂层在极地海洋环境中会受到冰层撞击和浮冰摩擦，树脂基体很难同时具备较高的韧性和耐摩擦性能；

3、传统用自抛光防污树脂在使用过程中会因自抛光过程向海洋环境中释放小分子侧链，破坏生态环境。

传统用自抛光防污树脂不具备防污活性，需要添加大量防污剂起到防污作用，然而大量防污剂的使用也会对海洋生态环境造成破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于极地恶劣条件下使用的海洋防污树脂的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供的极地海洋防污树脂的制备方法包括以下步骤：

（1）将含氯的异噻唑啉酮类杀菌剂和丙烯酸在三乙胺的催化下进行反应，反应完成后得到丙烯酸异噻唑啉酮防污单体；

（2）将丙烯酸异噻唑啉酮防污单体、乙烯基聚二甲基硅氧烷、丙烯酸丁酯以及丙烯酸-2-乙基己酯通过无规或嵌段聚合成丙烯酸硅烷异噻唑啉酮，便得极地海洋防污树脂。

极地海洋防污树脂的制备方法包括以下具体步骤：

（1）将含氯的异噻唑啉酮类杀菌剂和三乙胺加入到丙二醇甲醚中，升温至90-100℃，然后滴加丙烯酸和去离子水的混合物，滴加完成后继续反应至反应完全，反应完成后得含丙烯酸异噻唑啉酮防污单体的液体产物；

（2）将含丙烯酸异噻唑啉酮防污单体的液体产物、乙烯基聚二甲基硅氧烷、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯混合形成混合单体；混合丙二醇甲醚和二甲苯并加热至90-100℃，氮气保护下，滴加混合单体，滴加完毕后，再加入过氧化苯甲酰的二甲苯溶液继续反应，反应完成后得极地海洋防污树脂。

所述步骤（1）中：丙烯酸和含氯的异噻唑啉酮类杀菌剂的质量比为1：1-5; 三乙胺的用量为丙烯酸质量的0.75-3倍;丙烯酸和去离子水的质量比为1：1-3；丙二醇甲醚的用量为丙烯酸重量的6-9倍。