一种反应性两亲性添加剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种反应性两亲性添加剂及其制备方法与应用。反应性两亲性添加剂由如下质量份数的各组分制备：氟碳酯

【技术实现步骤摘要】
一种反应性两亲性添加剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于防污材料
，特别涉及一种反应性两亲性添加剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]在海洋防污、生物医疗等领域，生物污损是一个棘手的问题。开发环境友好抗污涂层成为近年来研究的重要方向。以往防污涂层体系通常含有重金属或有机杀生剂，给生态环境带来不利影响。聚氨酯或者有机硅是常用的环境友好型防污涂层的主体材料，然而其表面缺乏抗污功能。在涂层中引入抗污基团如两亲性添加剂、两性离子、季铵盐以及防污剂等是有效的方法。例如，有较多研究报道将两亲性添加剂共混或接枝到聚氨酯或聚二甲基硅氧烷(PDMS)中。然而，共混会使添加剂不断释放，导致抗污性能下降以及对环境造成影响；而在接枝体系中，由于也存在大部分添加剂被包埋在涂层本体中，无法发挥污损阻抗性能。因此，发展一种可以表面自富集非释放的两亲性添加剂具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的首要目的是针对现有防污材料和技术的不足，提供了一种反应性两亲性添加剂。本专利技术的反应性两亲性添加剂能够满足生态友好防污、静态防污和长效防污的需求。
[0004]本专利技术另一目的在于提供上述反应性两亲性添加剂的制备方法。
[0005]本专利技术再一目的在于提供上述反应性两亲性添加剂的应用。
[0006]本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
[0007]一种反应性两亲性添加剂，由如下质量份数的各组分制备：
[0008]氟碳酯
‑
抗污单体调聚物1～40份；
[0009]二氯硅烷10～60份；
[0010]有机溶剂10～50份；
[0011]封端剂0.1～10份；
[0012]水1～60份；
[0013]所述的反应性两亲性添加剂优选由如下质量份数的各组分制备：
[0014]氟碳酯
‑
抗污单体调聚物5～15份；
[0015]二氯硅烷20～30份；
[0016]有机溶剂5～20份；
[0017]封端剂1～5份；
[0018]水40～60份；
[0019]所述的氟碳酯
‑
抗污单体调聚物由如下质量份数的各组分制备：
[0020](甲基)丙烯酸氟碳酯10～70份；
[0021](甲基)丙烯酸酯抗污单体10～70份；
[0022]巯基硅烷偶联剂1～40份；
[0023]溶剂1～60份；
[0024]引发剂1～30份；
[0025]所述的氟碳酯
‑
抗污单体调聚物优选由如下质量份数的各组分制备：
[0026](甲基)丙烯酸氟碳酯18～60份；
[0027](甲基)丙烯酸酯抗污单体10～40份；
[0028]巯基硅烷偶联剂4～40份；
[0029]溶剂14.5～30份；
[0030]引发剂1～5份；
[0031]所述的氟碳酯
‑
抗污单体调聚物的分子量优选为1000～10000g/mol；更优选为2000～4200g/mol。
[0032]所述的氟碳酯
‑
抗污单体调聚物中：
[0033]所述的(甲基)丙烯酸氟碳酯为丙烯酸氟碳酯或甲基丙烯酸氟碳酯；
[0034]所述的丙烯酸氟碳酯优选包括丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸九氟己酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸酯中的至少一种；
[0035]所述的甲基丙烯酸氟碳酯优选包括甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸1H,1H,2H,2H
‑
九氟己酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的至少一种；
[0036]所述的(甲基)丙烯酸酯抗污单体的结构中均含有碳碳双键，(甲基)丙烯酸酯抗污单体的聚合度为1～10。
[0037]所述的(甲基)丙烯酸酯抗污单体为具有抗污活性的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；优选为聚乙二醇丙烯酸酯(1)(聚合度n优选为1
‑
10，且n为整数)、乙基羧酸甜菜碱丙烯酸酯(2)、二甲氨乙基丙烯酸酯(3)、苯并异噻唑啉酮丙烯酸酯(4)、溴代吡咯腈丙烯酸酯(5)、三氯生丙烯酸酯(6)、辣椒素丙烯酸酯(7)、聚乙二醇甲基丙烯酸酯(8)(聚合度n优选为1
‑
10，且n为整数)、乙基羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯(9)、二甲氨乙基甲基丙烯酸酯(10)、苯并异噻唑啉酮甲基丙烯酸酯(11)、溴代吡咯腈甲基丙烯酸酯(12)、三氯生丙甲基烯酸酯(13)和辣椒素甲基丙烯酸酯(14)中的一种或两种以上；所述的(甲基)丙烯酸酯抗污单体的化学结构式如下所示：
[0038][0039]所述的巯基硅烷偶联剂优选为巯丙基甲基二甲氧基硅烷、巯甲基二乙氧基硅烷、
3
‑
巯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯甲基三乙氧基硅烷和3
‑
巯丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0040]所述的溶剂优选为甲苯、二甲苯、异丙醇、甲基异丁基甲酮、丙酮、乙酸乙酯、丁酮和乙酸丁酯中的至少一种。
[0041]所述的引发剂优选为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基和过氧化
‑2‑
乙基己酸叔丁酯中的至少一种。
[0042]所述的反应性两亲性添加剂中：
[0043]所述的二氯硅烷优选为二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基三氟丙基二氯硅烷和二乙基二氯硅烷中的至少一种；更优选为二甲基二氯硅烷和二苯基二氯硅烷中的至少一种。
[0044]所述的有机溶剂优选为四氢呋喃、丙酮和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的至少一种。
[0045]所述的封端剂优选为六甲基二硅氧烷、1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)
‑
1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷、1,3
‑
双(3
‑
羟基丙基)
‑
1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷、低聚羟基硅油、低聚端氨基硅油、低聚巯基硅油和低聚羧基硅油中的至少一种；更优选为六甲基二硅氧烷、1,3
‑
双(3
‑
氨基丙基)
‑
1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷和1,3
‑
双(3
‑
羟基丙基)
‑
1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷中的至少一种。
[0046]所述的水优选为去离子水。
[0047]上述反应性两亲性添加剂，具有如下结构：
[0048][0049]其中，C代表端基，可以为NH2、COOH、SH、OH和Si
‑
OH中的任意一种；a代表氟碳酯
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应性两亲性添加剂，其特征在于，由如下质量份数的各组分制备：氟碳酯
‑
抗污单体调聚物1～40份；二氯硅烷10～60份；有机溶剂10～50份；封端剂0.1～10份；水1～60份；所述的氟碳酯
‑
抗污单体调聚物包括如下质量份数的各组分：(甲基)丙烯酸氟碳酯10～70份；(甲基)丙烯酸酯抗污单体10～70份；巯基硅烷偶联剂1～40份；溶剂1～60份；引发剂1～30份；所述的氟碳酯
‑
抗污单体调聚物的分子量为1000～10000g/mol；所述的(甲基)丙烯酸氟碳酯为丙烯酸氟碳酯或甲基丙烯酸氟碳酯；所述的(甲基)丙烯酸酯抗污单体为具有抗污活性的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。2.根据权利要求1所述的反应性两亲性添加剂，其特征在于，由如下质量份数的各组分制备：氟碳酯
‑
抗污单体调聚物5～15份；二氯硅烷20～30份；有机溶剂5～20份；封端剂1～5份；水40～60份。3.根据权利要求1所述的反应性两亲性添加剂，其特征在于：所述的氟碳酯
‑
抗污单体调聚物，由如下质量份数的各组分制备：(甲基)丙烯酸氟碳酯18～60份；(甲基)丙烯酸酯抗污单体10～40份；巯基硅烷偶联剂4～40份；溶剂14.5～30份；引发剂1～5份；所述的氟碳酯
‑
抗污单体调聚物的分子量为2000～4200g/mol。4.根据权利要求1所述的反应性两亲性添加剂，其特征在于：所述的丙烯酸氟碳酯包括丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸九氟己酯、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸1H,1H,2H,2H
‑
十七氟癸酯中的至少一种；所述的甲基丙烯酸氟碳酯包括甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸八氟戊酯、甲基丙烯酸1H,1H,2H,2H
‑
九氟己酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸十七氟癸酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述的反应性两亲性添加剂，其特征在于：所述的(甲基)丙烯酸酯抗污单体为聚乙二醇丙烯酸酯(1)(聚合度n为1
‑
10，且n为整数)、乙基羧酸甜菜碱丙烯酸酯(2)、二甲氨乙基丙烯酸酯(3)、苯并异噻唑啉酮丙烯酸酯
(4)、溴代吡咯腈丙烯酸酯(5)、三氯生丙烯酸酯(6)、辣椒素丙烯酸酯(7)、聚乙二醇甲基丙烯酸酯(8)(聚合度n为1
‑
10，且n为整数...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春风，潘健森，胡朋，谢庆宜，张国梁，张广照，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：