一種防污用水解降解樹脂及其應用制造技術

本發明專利技術公開了一種防污用水解降解樹脂及其制備方法與應用。該樹脂由以下重要百分比計的原料制備：可降解多元醇15～100%，二異氰酸酯和擴鏈劑0～85%，其中二異氰酸酯/（可降解多元醇+擴鏈劑）的摩爾比為1.0～1.3。本發明專利技術結合了側鏈硅烷酯的優異水解性能以及主鏈的降解性能，不需要海水沖刷也能通過水解降解作用更新出新的表面，解決了傳統自拋光材料對航速的依賴性，很好的滿足低航速的船舶，潛艇以及海上采油平臺設施的防污要求。另外，異氰酸酯和擴鏈劑的引入可以在保證水解降解性能可控的前提下結合聚氨酯優異的力學性能和粘附力。該方法工藝簡單，成本較低，適合工業化生產，在制備海洋防污涂層領域具有很好的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于海洋防污材料
，特別涉及一種防污用水解降解樹脂及其應用。
技術介紹
海洋生物污損是指海洋生物在船體、養殖網箱、管道等人工表面的粘附生長，給海洋運輸和海洋資源的勘探、開發、利用等造成巨大的危害。例如，海洋生物污損會增加船體的表面粗糙度和航行阻力，進而增加燃料消耗和二氧化碳排放量，加劇全球溫室效應；海洋生物污損改變了船體和其它海洋設施的表面狀態，從而加快了其腐蝕速度；海洋生物污損使艦艇的速度降低，削弱了海軍的戰斗力；海洋生物污損還使網箱養殖的網孔堵塞，造成魚蝦大面積死亡。涂裝海洋防污涂料是目前最為有效、方便和經濟的方法。隨著海洋環保法規的日益嚴格，防污涂料朝著不含有機錫、低氧化亞銅含量、不含重金屬殺菌劑和無殺菌劑的方向發展，而防污涂料基體樹脂對防污涂料的性能和環保性起到關鍵性的作用。目前無錫自拋光防污涂料占據主導地位，它克服了傳統有機錫自拋光涂料毒性高的缺點，同時又具有自拋光防污涂料的優點，涂層在海水中通過離子交換作用使得聚合物溶解，釋放防污劑起到防污效果。主要有丙烯酸銅聚合物，丙烯酸鋅聚合物和丙烯酸硅烷酯聚合物自拋光涂料。其基本原理是水不能滲透入其涂膜內部，僅與海水接觸的表面樹脂發生水解，使涂膜表面由疏水性變成親水性而進行極緩慢地溶解，因此，涂膜表面是經常含有防污劑的活性物質，從而能持續發揮良好的防污性能。但是這類材料對航速有一定依賴性，靜態時由于海水的沖刷作用較小，更新效果差，造成防污效果不理想，不能很好的滿足低航速的船舶，潛艇以及海上采油平臺設施的防污。
技術實現思路
為了解決上述現有技術的不足，本專利技術的首要目的在于提供一種防污用水解降解樹脂。由可降解多元醇，二異氰酸酯和擴鏈劑交替共聚而成，其特征在于其結構是由可降解主鏈和可水解側鏈組成的多嵌段聚合物。本專利技術的又一目的在于提供上述防污用水解降解樹脂的應用。本專利技術的目的通過下述技術方案實現：一種防污用水解降解樹脂，該樹脂由以下按重要百分比計的原料制備而成：可降解多元醇?????????15～100%二異氰酸酯和擴鏈劑???0～85%其中二異氰酸酯/（可降解多元醇+擴鏈劑）的摩爾比為1.0～1.3。該樹脂優選由以下按重要百分比計的原料制備而成：可降解多元醇????????????40～80%二異氰酸酯和擴鏈劑??????20～60%其中二異氰酸酯/（可降解多元醇+擴鏈劑）的摩爾比為1.0～1.3。該樹脂由可降解多元醇、二異氰酸酯和擴鏈劑采用一步法本體聚合、兩步法本體聚合、一步法溶液聚合或兩步法溶液聚合制備而成。所述本體聚合或溶液聚合的聚合反應溫度為60～120℃；聚合反應是在氬氣或氮氣保護下進行的；聚合反應采用的溶劑為四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮和正丁醇中的一種以上。所述共聚反應時進一步加入催化劑，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫和三亞乙基二胺中的一種以上。所述擴鏈劑是由小分子擴鏈劑與可水解擴鏈劑組成的混合物，其中可水解擴鏈劑加入量為擴鏈劑總質量的0~95%；所述小分子擴鏈劑為低分子二元醇或二元胺，所述低分子二元醇為含碳原子2～10的脂肪族二元醇中的至少一種，所述二元胺為含碳原子2～10的脂肪族二元胺中的至少一種；所述可水解擴鏈劑為二羥甲基丙酸硅烷酯和單端雙羥基的聚丙烯酸硅烷酯中的一種以上；所述二異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、賴氨酸二異氰酸酯（LDI）、甲苯二異氰酸酯（TDI）、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、六亞甲基二異氰酸酯（HDI）或二環己基甲烷二異氰酸酯（HMDI）中的一種以上；所述可降解多元醇的分子量為1×102～1×106，可降解多元醇為聚3-羥基丁酸酯、聚(3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯)、聚己內酯、聚丙交酯、聚乙交酯、環狀單體與丙烯酸酯類的無規共聚物、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚次乙基碳酸酯、聚碳酸丙烯酯、聚(1,3-三亞甲基碳酸酯)、聚(己內酯-乙交酯)、聚(己內酯-丙交酯)、聚(己內酯-乙二醇)、聚(丙交酯-乙交酯)、聚(丙交酯-乙二醇)、聚原酸酯、聚酸酐、聚磷酸酯和聚乙二醇中的一種以上。所述可水解擴鏈劑加入量為擴鏈劑總質量的5~50%；所述低分子二元醇為乙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丙三醇、二羥甲基丙酸和甲基二乙醇胺中的至少一種；所述二元胺為乙二胺、1，4-丁二胺、乙二氨基乙磺酸鈉和二乙烯三胺中的至少一種。所述二羥基甲基丙烯酸硅烷酯是由三甲基氯硅烷、三乙基氯硅烷、三丙基氯硅烷、三異丙基氯硅烷、三苯基氯硅烷、三正丁基氯硅烷和三正辛基氯硅烷中的一種，與二羥甲基丙酸反應制備得到；所述單端雙羥基的聚丙烯酸硅烷酯是通過巰基丙二醇與乙烯基不飽和硅酯在引發劑條件下反應制備得到，其中乙烯基不飽和硅酯為（甲基）丙烯酸三甲基硅烷酯、（甲基）丙烯酸三乙基硅烷酯、（甲基）丙烯酸三異丙基硅烷酯、（甲基）丙烯酸三苯基硅烷酯、（甲基）丙烯酸三丁基硅烷酯和（甲基）丙烯酸三正辛基硅烷酯中的一種以上，引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二氰基戊酸、過氧化苯甲酰、二苯甲酮、2,4-二乙基硫雜蒽酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環己基苯基甲酮或安息香醚類，巰基丙二醇與乙烯基不飽和硅酯的摩爾比為0.001～10，引發劑的量占單體總質量的0～5%，反應是在60～120℃或光照條件下進行本體聚合反應或溶液聚合反應。所述可降解多元醇的分子量為1×103～1×105；所述環狀單體與丙烯酸酯類的無規共聚物是將環狀單體與乙烯基不飽和酯類單體在膦腈強堿催化下通過雜化聚合制備；所述環狀單體為己內酯、丙交酯或乙交酯；所述乙烯基不飽和酯類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯類、丙烯酸酯類、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸羥基酯、甲基丙烯酸羥乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、乙烯基吡咯烷酮、四乙烯基吡啶、丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、甲基丙烯酰氧基乙基芐基二甲基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、聚磺酸甜菜堿甲基丙烯酸甲酯、聚羧酸甜菜堿甲基丙烯酸甲酯和乙烯基不飽和硅酯中的一種或任意兩種以上組成的共聚物。上述的一種防污用水解降解樹脂在制備防污涂料中的應用。本專利技術相對現有技術具有如下的優點及有益效果：本專利技術提供的防污用水解降解樹脂結合了側鏈硅烷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種防污用水解降解樹脂，特征在于：該樹脂由以下按重要百分比計的原料制備而成：可降解多元醇？？？？？？？？15～100%二異氰酸酯和擴鏈劑？？0～85%其中二異氰酸酯/（可降解多元醇+擴鏈劑）的摩爾比為1.0～1.3。

【技術特征摘要】
1.一種防污用水解降解樹脂，特征在于：該樹脂由以下按重要百分比計的
原料制備而成：
可降解多元醇????????15～100%
二異氰酸酯和擴鏈劑??0～85%
其中二異氰酸酯/（可降解多元醇+擴鏈劑）的摩爾比為1.0～1.3。
2.根據權利要求1所述的一種防污用水解降解樹脂，特征在于：該樹脂由
以下按重要百分比計的原料制備而成：
可降解多元醇????????40～80%
二異氰酸酯和擴鏈劑??20～60%
其中二異氰酸酯/（可降解多元醇+擴鏈劑）的摩爾比為1.0～1.3。
3.根據權利要求1所述的一種防污用水解降解樹脂，特征在于：該樹脂由
可降解多元醇、二異氰酸酯和擴鏈劑采用一步法本體聚合、兩步法本體聚合、
一步法溶液聚合或兩步法溶液聚合制備而成。
4.根據權利要求3所述的一種防污用水解降解樹脂，特征在于：所述本體
聚合或溶液聚合的聚合反應溫度為60～120℃；聚合反應是在氬氣或氮氣保護下
進行的；聚合反應采用的溶劑為四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙
酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮和正丁醇中的一種以上。
5.根據權利要求3所述的一種防污用水解降解樹脂，特征在于：所述共聚
反應時進一步加入催化劑，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫和三亞
乙基二胺中的一種以上。
6.根據權利要求1所述的一種防污用水解降解樹脂，特征在于：所述擴鏈
劑是由小分子擴鏈劑與可水解擴鏈劑組成的混合物，其中可水解擴鏈劑加入量
為擴鏈劑總質量的0~95%；所述小分子擴鏈劑為低分子二元醇或二元胺，所述
低分子二元醇為含碳原子2～10的脂肪族二元醇中的至少一種，所述二元胺為

\t含碳原子2～10的脂肪族二元胺中的至少一種；所述可水解擴鏈劑為二羥甲基
丙酸硅烷酯和單端雙羥基的聚丙烯酸硅烷酯中的一種以上；
所述二異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、甲苯二異
氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯和二環己基甲烷二異氰酸
酯中的一種以上；
所述可降解多元醇的分子量為1×102～1×106，可降解多元醇為聚3-羥基丁
酸酯、聚(3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯)、聚己內酯、聚丙交酯、聚乙交酯、環
狀單體與丙烯酸酯類的無規共聚物、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、
聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚次乙基碳酸酯、
聚碳酸丙烯酯、聚(1,3-三亞甲基碳酸酯)、聚(己內酯-乙交酯)、聚(己內酯-丙交酯)、
聚(己內酯-乙二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張廣照，馬春風，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：