[发明专利]含离子液基团的防污涂料基体树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防污涂料技术领域，涉及一种防污涂料基体树脂的制备方法，特别涉及一种含离子液基团的兼具低表面能与自抛光特性的防污涂料基体树脂的制备方法。

背景技术

海洋生物污损一直是困扰人们的世界性难题。海生物附着使船舶航行摩擦阻力增大，增加能耗，加剧船体腐蚀。涂刷防污涂料是防止生物污损最有效的手段。但由于国际海事组织(IMO)所属的海洋环境保护委员会规定自从2008年1月1日后禁止使用含有机锡(TBT)的防污涂料，多种新型防污涂料体系被开发和引进，其中尤以无锡自抛光防污涂料和低表面能防污涂料引人注目。但是无锡自抛光防污涂料的静态防污性能差、防污剂渗出率小，不足以杀死企图附着于船体的海生物。而低表面能防污涂料往往只能使海洋生物附着不牢，需定期上坞清理；附着生物一旦长大将很难除去，清理过程可能会破坏漆膜，一旦损坏，防污性能就将大大降低。

离子液体(ionic liquids)，是指在室温或近于室温下呈液态的，完全由离子构成的物质。近年来，离子液体由于其独特的化学物理性质，在机械工程、生物工程等诸多领域受到广泛关注。已有研究表明，离子液具有优异的抗蛋白吸附性能、高效抗菌活性以及良好的抑制海洋生物附着的特性，因而离子液在防生物污染及其防污机理方面的研究越来越受到关注。但是，存在的一个问题是，离子液如以小分子的形式作为防污剂添加应用到海洋防污涂料中，会导致涂料防污剂释放速率快，防污期效缩短，严重影响其防污效果。而离子液如能以聚合物的形式通过共聚，构筑于树脂成膜基料，将是解决此问题的有效途径。

总之，单纯的无锡自抛光防污涂料，静态防污剂渗出率小，不足以杀死企图附着于船体的海生物，需要在树脂共聚物主链上引入高效杀菌活性基团，提高抑制海生物附着能力；单纯的低表面能防污涂料，只能使海生物附着不牢，需要借助外力才能实现对一些附着生物的最终清理。因此，需要开发出一种能够有效弥补无锡自抛光防污涂料和低表面能防污涂料各自的缺陷，防污性能优异、长效持久的海洋防污涂料。而其关键在于开发出一种具有上述特点、防污期效持久的海洋防污涂料用基体树脂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺点，寻求提供一种环境友好、表面能低、自抛光稳定、防污作用持久的含离子液基团的防污涂料基体树脂的制备方法。

本发明树脂不仅具有良好的防污活性和生态友好性，而且可以作为海洋防污涂料的成膜物。在海水中，该树脂的低表面能特性能够有效抑制海洋生物附着，同时，树脂表层丙烯酸共聚物发生水解，进而在海水剪切作用下剥离，实现表面自抛光，而水解后的聚合物主链还包含具有杀菌活性的离子液基团，使其继续保持高效防污活性，抑制海洋生物附着，从而表现出优异的长效防污性能。

本发明所述一种含离子液基团的防污涂料基体树脂的制备方法，主要包括以下步骤：首先合成出疏水性离子液单体，再通过自由基共聚，将丙烯酸类软硬单体、疏水性离子液单体、丙烯酸或甲基丙烯酸、不饱和有机硅单体在溶剂中经引发剂引发进行共聚，得到含离子液基团的丙烯酸预聚物，进而在溶剂中与氢氧化锌(铜)、全氟代有机酸与一价有机酸的混合物反应得到含离子液基团的防污涂料基体树脂。

上述疏水性离子液单体是通过烷基咪唑与氯甲基苯乙烯按照摩尔比1∶1～1∶1.5反应，进而通过相关阴离子交换而得。所述烷基咪唑为甲基咪唑、乙基咪唑、丁基咪唑中的一种，所述疏水性阴离子为BF₄^-、PF₆^-中的一种。

上述合成疏水性离子液单体的反应温度为20℃～50℃，反应时间为6～36小时，上述合成含离子液基团的丙烯酸预聚物的反应温度为50～150℃，反应时间为3～15小时，上述合成含离子液基团的防污涂料基体树脂的反应温度为50～150℃，反应时间为3～12小时。

本发明所述一种含离子液基团的防污涂料基体树脂的制备方法，其特征在于，所述树脂的结构式为：

其中，R₁为H或CH₃，R₂与R₃各自表示碳数为1～4的烷基，R₄为直链烷基，M为Cu或Zn，A代表全氟代有机酸基与一价有机酸基，X为疏水性阴离子。

本发明所述一种含离子液基团的防污涂料基体树脂的配方及制法是：

a.按下列组分及配比制备含离子液基团的丙烯酸预聚物：