本发明专利技术涉及一种水性丙烯酸高分子化合物及其盐，它们的制备方法与其用途。该方法包括将亲水性含胺基丙烯酸类单体、含羟基丙烯酸类单体、含季铵盐基团丙烯酸类单体与含羧基丙烯酸类单体溶于水中，然后，加入水溶性偶氮类化合物引发剂，接着把含有引发剂的单体混合物溶液滴加到水或醇水溶液中进行共聚反应。使用所述水性丙烯酸高分子化合物金属盐制备的防污涂料能有效地阻止在海水中污损生物的附着，具有环境友好的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种水性丙烯酸高分子化合物及其制备方法与它的用途
本专利技术属于高分子材料
更具体地，本专利技术涉及一种水性丙烯酸高分子化合物，还涉及所述化合物的制备方法，还涉及所述化合物的用途。
技术介绍
浸入到海水中的海洋设施，其表面会因为生物作用而形成一层复杂的生物附着层。这种生物附着在海洋设施表面并使其受到不利影响的现象称为海洋生物污损。海洋生物污损危害极大，就船舶来说，它一方面会加速船体的腐蚀，缩短船舶使用寿命；另一方面会增加船体自身重量，使船舶航行阻力增加，从而降低船速和增加燃料消耗。据统计，海洋生物污损率为5%时，船舶的阻力就相当于洁净船体表面的2倍，同时燃料消耗增加10%，随污损生物量的增加燃料消耗甚至可增加40%。生物污损还可造成堵塞海洋设施管道(如沿海火力发电厂、海上平台和深海热交换器管道)、损坏海洋仪器、降低海产养殖产量等危害。 从经济角度和防污效果两方面看，目前公认的唯一可广泛应用的防污方法是涂刷防污涂料。防污涂料主要是通过释放毒性成分杀死附着生物来发挥作用，如20世纪80 90年代的有机锡自抛光涂料及目前占主导地位的以氧化亚铜为主防污剂的无锡自抛光防污涂料。这些防污涂料虽然能够有效地防止污损生物的附着，但所释放的有毒物质对海洋生态环境造成了严重危害。鉴于此，低毒、无毒的环境友好型防污涂料成为防污涂料发展的方向。环境友好型防污涂料的关键技术之一是低毒或无毒防污剂的开发。以无毒、易降解的羧甲基壳聚糖、海藻酸、羧甲基纤维素为主要原料制得的高分子金属就是一种具有较好防污效果的且满足环境友好特性的防污剂。该类高分子金属盐虽然具有环境友好的特性，但所用原料成本高限制了其实际应用。本专利技术人根据羧甲基壳聚糖、羧甲基纤维素、海藻酸的结构特点，合成了具有上述高分子特征官能团(羧基、羟基、胺基)的水性丙烯酸高分子化合物，并以其为原料制得高分子金属盐以解决此前专利技术的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水性丙烯酸高分子化合物。本专利技术的另一个目的是提供所述水性丙烯酸高分子化合物的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供所述水性丙烯酸高分子化合物的用途。本专利技术是通过下述技术方案实现的。本专利技术涉及一种水性丙烯酸高分子化合物。所述水性丙烯酸高分子化合物具有如下的化学结构式权利要求1.一种水性丙烯酸高分子化合物，其特征在于它具有如下的化学结构式2.根据权利要求I所述的水性丙烯酸高分子化合物的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下 A、按照所述单体总量与水的重量比I 10，将10 40重量份亲水性的含胺基丙烯酸类单体、10 40重量份含羟基丙烯酸类单体、30 70重量份含季铵盐基团丙烯酸类单体与5 35重量份含羧基丙烯酸类单体溶于水中，得到一种单体混合物溶液； 所述的亲水性含胺基丙烯酸类单体是丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺或羟乙基丙烯酰胺；所述的含季铵盐基团丙烯酸类单体是丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺、2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基丁基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十二烷基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵、3-丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵；所述的含羧基丙烯酸类单体是丙烯酸或甲基丙烯酸；所述的含羟基丙烯酸类单体是丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟丁酯；然后， B、将以上述单体总重量计O.005 5%水溶性偶氮类化合物引发剂加入到在步骤A得到的单体混合物溶液中，得到一种含有弓I发剂的单体混合物溶液； 所述的水溶性偶氮类化合物引发剂是偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或偶氮二异丙基咪唑啉；接着， C、在搅拌的条件下，在温度50 95°C下在O.5 24小时内把在步骤B得到的含有引发剂的单体混合物溶液滴加到110 1100重量份水或醇水溶液中进行共聚反应，得到固体含量为5 60重量％的溶液；分离其固体，即为所述的水性丙烯酸高分子化合物，它的重均分子量为 I. OOOxIO5 5. 000xl06kDa。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述含胺基丙烯酸类单体、含羟基丙烯酸类单体、含季铵盐基团丙烯酸类单体与含羧基丙烯酸类单体的总量与水的重量比是1:2 6。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述醇水溶液的浓度是3 20重量％。5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于所述的醇是一种或多种选自乙醇、丙醇、乙二醇或丙三醇的醇。6.根据权利要求I所述水性丙烯酸高分子化合物的金属盐，其特征在于它具有如下的化学结构式7.根据权利要求6所述的水性丙烯酸高分子化合物金属盐的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下 A、将权利要求I所述的水性丙烯酸高分子化合物、碱金属氢氧化物与有机酸碱金属盐溶于水中，得到水溶液I ; 所述的碱金属是一种或多种选自钠、钾或锂的碱金属； B、把钙、镁、铜或锌的盐酸盐、硝酸盐、硫酸盐或醋酸盐溶于水中，得到水溶液II； 所述的水性丙烯酸高分子化合物与碱金属氢氧化物的摩尔比是I: I. O I. I ; 所述水性丙烯酸高分子化合物、所述有机酸碱金属盐与所述钙、镁、铜或锌盐水溶液的浓度均为O. 01 3mol/L ;它们的摩尔比是I: O. 9 I. I: I. O I. 4 ; C、将在步骤A得到的水溶液I滴加到在步骤B得到的溶液II中，在搅拌与反应温度10 80°C的条件下反应O. 5 18小时，接着进行固液分离，其固体进行洗涤与干燥，于是得到所述的水性丙烯酸高分子化合物金属盐。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于在所述的有机酸碱金属盐中，所述的有机酸选自苯甲酸、对氯苯甲酸、2，4-二氯苯甲酸、间甲基苯甲酸、对甲基苯甲酸、对氨基苯甲酸、2，3-二甲基苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、对苯基苯甲酸、对硝基苯甲酸、2-氯-4-甲砜基苯甲酸、邻乙氧基苯甲酸、3，5-二羟基-4-甲基苯甲酸、3，5-二羟基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、环烷酸、2，5- 二氯-4-硝基苯甲酸、3，5- 二硝基苯甲酸、3-(1_吲哚基)丙酸、3-(5，6-二氯-I-吲哚基)丙酸、3-(5-溴-I-吲哚基)丙酸、3-(5，6-二氯-I-吲哚基)丙酸、3-(3_ 二甲胺甲基-5，6-二氯-I-吲哚基)丙酸、3-(3_ 二甲胺甲基-5-溴-I-吲哚基)丙酸、3-(3_ 二甲胺甲基-I-吲哚基)丙酸、3-吲哚乙酸、松香、脯氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸或丝氨酸。9.根据权利要求6所述的水性丙烯酸高分子化合物金属盐在制备海洋防污涂料中的用途。10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于所述海洋防污涂料的组成如下，以重量份计 丙烯酸自抛光树脂...........................20 60份增塑剂..........................................I 20份氧化亚铜.......................................I 20份填充料..........................................I 30份 所述的水性丙烯酸高分子化合物金属盐I 50份； 所述的丙烯酸自抛光树脂是一种或本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水性丙烯酸高分子化合物，其特征在于它具有如下的化学结构式：式中：R1、R4代表氢原子或甲基，R2代表由1～4个亚甲基组成的碳链，R3代表氢原子或含有1～4个碳原子的羟烷基，R5、R6与R7代表甲基或乙基，R8代表氧或氮原子，a、b、c与d分别代表选自1～10中的一个整数。FDA00002350886900011.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董磊，闫雪峰，于良民，李昌诚，姜晓晖，李霞，赵海洲，张志明，夏树伟，倪春花，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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