一种共价固定防污酶的温敏自抛光树脂制备方法技术

本发明专利技术属于海洋生物污损防护技术领域，涉及一种共价固定防污酶的温敏自抛光树脂的制备方法，包括温敏自抛光树脂的制备和共价固定防污酶两个步骤，采用水包油乳液聚合法合成的树脂分子链段中含有缩水甘油基团、乙酰乙酸基团、丙烯酸硅酯类组分和丙烯酸长链烷基酯，缩水甘油基团和乙酰乙酸基团在缓冲溶液中与防污酶氨基形成共价键，提高防污酶的稳定性，丙烯酸硅酯类组分具有抛光性能，在材料表面持续更新，丙烯酸长链烷基酯具有温度敏感性，随海水温度变化调控防污酶的释放，合成过程基于水相，不含重金属污染物；其工艺过程简便，生产成本低，对环境友好，防污性能良好，能够广泛应用于海洋船舶和结构物的表面。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于海洋生物污损防护
，涉及一种共价固定防污酶的温敏自抛光树脂制备方法，采用水包油乳液聚合法合成工艺，其制备的树脂中含有丙烯酸长链烷基酯、缩水甘油基、乙酰乙酸基丙烯酸酯和可水解丙烯酸硅酯。
技术介绍
：海洋污损对船舶和海洋人工设施造成严重的危害，影响其航行速度、燃油经济性和安全性，增加保养和维修成本，因此必须采用有效措施防止海洋生物对其造成的污损附着。传统的有机锡防污涂料因严重危害海洋生态环境，已被禁止使用；目前广泛使用的含氧化亚铜、硫氰酸亚铜类防污涂料由于会导致海洋铜元素累积，造成严重的海洋生态环境问题，在一些国家如加拿大和瑞典已被限制使用并面临禁用的趋势。因此，开发环境友好型海洋防污涂料具有重要意义。目前，微生物源防污酶作为天然防污活性物质，可通过降解固着生物的黏附剂、瓦解生物膜基质、阻断群体反应信号传递、甚至酶催化产生杀声剂而表现出高效的生物活性。酶基防污涂料已成为防污领域研究与应用热点。Pettitt等人研究了包括脂肪酶、纤维素酶、葡萄糖、淀粉酶、混合酶等24种酶的防污效果，其中丝氨酸蛋白酶在防止绿藻孢子和藤壶幼虫附着方面具有最佳效果。公开号为CN102137900A的专利公开了一种气凝胶中包埋生物活性剂和酶的防污组合物；公开号为CN102083919B的专利公开了一种包含第一酶和包封的第二酶的防污组合物，采用β-半乳糖苷酶、肽酶、葡糖淀粉酶及其混合物作为第一酶，选包封于硅酸盐中自氧化酶为第二酶；公开号为CN102307956B的专利公开了基于酶的自抛光涂料组合物，其包括以粘合剂系统形式的粘合剂相和色素相，所述色素相包括多糖和能辅助所述多糖水解的酶，酶可为葡萄糖淀粉酶，且多糖可为淀粉；公开号为CN103819983A的专利公开了一种由高分子树脂、辣椒素、蛇床子素、高凹顶藻醇等防污计和蛋白酶组成的防污涂料；公开号为CN101284956B的专利公开了一种从藤壶、贻贝中分离纯化获得蛋白酶产生菌及其蛋白酶基防污涂料的制备方法；另外丹麦的Biolocus公司已开发出多种应用与海洋防污的酶制剂并与JOTUN公司合作生产了酶涂料，该种涂料已在快艇上推广应用；GENECORE公司和HEMPEL公司合作开发了基于己糖酶和过氧化氢酶联合生产过氧化氢进行防污的防污涂料，但这些基于酶的防污涂料中存在防污酶固定方式单一、环境适应性差和性能难以满足海洋污损环境的缺陷。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，寻求设计一种共价固定防污酶的温敏自抛光树脂制备方法，能够实现防污酶的共价固定，并且在海洋环境下随温度变化调控防污酶的释放。为了实现上述目的，本专利技术涉及的共价固定防污酶的温敏自抛光树脂制备方法包括温敏自抛光树脂的制备和共价固定防污酶两个步骤：(1)、温敏自抛光树脂的制备：在容量为5L的三口瓶中加入2L超纯水，将三口瓶置于搅拌器上以500rpm的转速搅拌，搅拌的同时逐渐向三口瓶中加入50g混合物，并通氮气保护，搅拌结束后向三口瓶中加入500-1000μl正十二硫醇，将三口瓶加热至80℃后向其中加入50ml浓度为0.03g/ml的过硫酸氨水溶液，将三口瓶置于搅拌器上以400rpm的转速搅拌3.5-5.5h，搅拌结束后，通过两个恒压漏斗分别向三口瓶中滴加50.0g功能单体混合物和15ml浓度为0.15g/ml的过硫酸氨水溶液，同时向三口瓶加入0.5g聚醚型乳化剂，滴加功能单体混合物、过硫酸氨水溶液和聚醚型乳化剂的总时间为4-5h，滴加结束后，待三口瓶中的物质聚合反应5-24h，冷却至室温，得到温敏自抛光树脂；(2)、共价固定防污酶：取50g步骤(1)制备的温敏自抛光树脂用超纯水透析后用磷酸缓冲液将温敏自抛光树脂的pH值调至7.5，再加入25mL含酶重量为2-5％的防污酶水溶液,在25℃下反应5–25h后，用20-50mM的甘氨酸和质量百分比浓度为0.1％聚乙二醇超纯水溶液清洗，将沉淀的温敏自抛光树脂颗粒冻干后分散于50ml二甲苯中，完成共价固定防污酶，得到共价固定防污酶温敏自抛光树脂。本专利技术涉及的混合物由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸三甲基硅酯组成，甲基丙烯酸三甲基硅酯的滴加质量为5-30g，其余为甲基丙烯酸甲酯；功能单体混合物由丙烯酸丁酯、共价键合防污酶用功能单体和温敏功能单体组成，其中共价键合防污酶用功能单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯或乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯，当使用甲基丙烯酸缩水甘油酯时不再添加乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯，温敏功能单体为甲基丙烯酸十二烷基酯和甲基丙烯酸十六烷基酯，共价键合防污酶用功能单体的滴加质量为5-30g，温敏功能单体的滴加质量为1-15g；防污酶为水解酶，包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、透明质酸酶、几丁质酶和溶菌酶。本专利技术与现有技术相比，采用水包油乳液聚合法合成的树脂分子链段中含有缩水甘油基团、乙酰乙酸基团、丙烯酸硅酯类组分和丙烯酸长链烷基酯，缩水甘油基团和乙酰乙酸基团在缓冲溶液中与防污酶氨基形成共价键，提高防污酶的稳定性，丙烯酸硅酯类组分具有抛光性能，在材料表面持续更新，丙烯酸长链烷基酯具有温度敏感性，随海水温度变化调控防污酶的释放，合成过程基于水相，不含重金属污染物；其工艺过程简便，生产成本低，对环境友好，防污性能良好，能够广泛应用于海洋船舶和结构物的表面。具体实施方式：下面通过实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1：本实施例涉及的共价固定防污酶的温敏自抛光树脂制备方法包括温敏自抛光树脂的制备和共价固定防污酶两个步骤：(1)、温敏自抛光树脂的制备：在容量为5L的三口瓶中加入2L超纯水，将三口瓶置于搅拌器上以500rpm的转速搅拌，搅拌的同时逐渐向三口瓶中加入20g甲基丙烯酸甲酯和30g甲基丙烯酸三甲基硅酯，并通氮气保护，搅拌结束后向三口瓶中加入500μl正十二硫醇，将三口瓶加热至80℃后向其中加入50ml浓度为0.03g/ml的过硫酸氨水溶液，将三口瓶置于搅拌器上以400rpm的转速搅拌3.5h，搅拌结束后，通过两个恒压漏斗分别向三口瓶中滴加5g甲基丙烯酸缩水甘油酯、15g甲基丙烯酸十六烷基酯、30g丙烯酸丁酯和15ml浓度为0.15g/ml的过硫酸氨水溶液，同时向三口瓶加入0.5g聚醚型乳化剂，滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸丁酯、过硫酸氨水溶液和聚醚型乳化剂的总时间为5h，滴加结束后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共价固定防污酶的温敏自抛光树脂制备方法，其特征在于制备方法包括温敏自抛光树脂的制备和共价固定防污酶两个步骤：(1)、温敏自抛光树脂的制备：在容量为5L的三口瓶中加入2L超纯水，将三口瓶置于搅拌器上以500rpm的转速搅拌，搅拌的同时逐渐向三口瓶中加入50g混合物，并通氮气保护，搅拌结束后向三口瓶中加入500‑1000μl正十二硫醇，将三口瓶加热至80℃后向其中加入50ml浓度为0.03g/ml的过硫酸氨水溶液，将三口瓶置于搅拌器上以400rpm的转速搅拌3.5‑5.5h，搅拌结束后，通过两个恒压漏斗分别向三口瓶中滴加50.0g功能单体混合物和15ml浓度为0.15g/ml的过硫酸氨水溶液，同时向三口瓶加入0.5g聚醚型乳化剂，滴加功能单体混合物、过硫酸氨水溶液和聚醚型乳化剂的总时间为4‑5h，滴加结束后，待三口瓶中的物质聚合反应5‑24h，冷却至室温，得到温敏自抛光树脂；(2)、共价固定防污酶：取50g步骤(1)制备的温敏自抛光树脂用超纯水透析后用磷酸缓冲液将温敏自抛光树脂的pH值调至7.5，再加入25mL含酶重量为2‑5％的防污酶水溶液,在25℃下反应5–25h后，用20‑50mM的甘氨酸和质量百分比浓度为0.1％聚乙二醇超纯水溶液清洗，将沉淀的温敏自抛光树脂颗粒冻干后分散于50ml二甲苯中，完成共价固定防污酶，得到共价固定防污酶温敏自抛光树脂。...

【技术特征摘要】
1.一种共价固定防污酶的温敏自抛光树脂制备方法，其特征在
于制备方法包括温敏自抛光树脂的制备和共价固定防污酶两个步骤：
(1)、温敏自抛光树脂的制备：在容量为5L的三口瓶中加入2L
超纯水，将三口瓶置于搅拌器上以500rpm的转速搅拌，搅拌的同时
逐渐向三口瓶中加入50g混合物，并通氮气保护，搅拌结束后向三口
瓶中加入500-1000μl正十二硫醇，将三口瓶加热至80℃后向其中
加入50ml浓度为0.03g/ml的过硫酸氨水溶液，将三口瓶置于搅拌器
上以400rpm的转速搅拌3.5-5.5h，搅拌结束后，通过两个恒压漏
斗分别向三口瓶中滴加50.0g功能单体混合物和15ml浓度为
0.15g/ml的过硫酸氨水溶液，同时向三口瓶加入0.5g聚醚型乳化剂，
滴加功能单体混合物、过硫酸氨水溶液和聚醚型乳化剂的总时间为
4-5h，滴加结束后，待三口瓶中的物质聚合反应5-24h，冷却至室温，
得到温敏自抛光树脂；
(2)、共价固定防污酶：取50g步骤(1)制备的温敏自抛光树
脂用超纯水透析后用磷酸缓冲液将温敏自抛光树脂的pH值调至7.5，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利，蔺存国，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37