专利名称：一种改性有机硅聚合物、制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于海洋防污用材料领域，具体涉及一种无毒，对环境友好的改性有机硅聚合物。
背景技术：
几乎所有人类的海洋活动都会面临一个共同的困扰-海生物污损，海生物污损对船舶、管道、海洋仪器、水产业等都会产生很不利的影响。为了降低海洋生物污损带来的巨大经济损失，人们研究了多种防污技术，其中涂装防污涂料是解决污损问题的既经济又高效的重要途径。目前出现的具有较好防污效果的海洋防污涂料，主要为含有低毒安全防污剂的涂 料和具有低表面能型防污涂料两大类。含有低毒安全防污剂的涂料是依靠防污剂对附着生物的麻痹或毒杀作用来达到防污效果。麻痹型的生物防污剂是通过从生物体中提取出苯甲酸钠和丹宁酸等对附着生物幼虫的麻醉作用来实现防污，此种防污涂料防污效果有限，并且防污剂的提取成本过高，因此也难以实现广泛使用；毒杀型的化学防污剂一般是通过有机锡和氧化亚铜对生物体的强烈毒杀而起到防污作用，国际海事组织已禁止使用含有有机锡的海洋防污涂料，而铜系防污涂料因其也对海洋环境造成一定影响，最终也将会被淘汰。而具有低表面能型防污涂料主要是指有机硅类或者含氟类高分子材料，这类材料因具有低表面能特性使海洋生物难以附着或附着不牢固，在船舶航行时利用水的冲刷作用或专门的清理设备较易的去除污染物，但由于海生物的附着、生长机理比较复杂，如硅藻等生物仍易吸附在低表面能型防污涂料上，因此单纯降低材料的表面能对防止海生物的污损有限。因此寻找新型的防污涂料是非常必要的。海豚、鲸鱼、贻贝等生物长期在海洋环境中却很少有海洋生物附着在表面，研究表明海豚、鱼类等动物表皮不但具有非常精妙的织构化结构，而且富有弹性的表皮能持续分泌出一层粘滑性亲水物质，对其他生物具有非常好的抗粘附效果。有研究表明，有机硅链段与丙烯酸酯等其他单体链段形成的嵌段共聚物或接枝共聚物具有较好的微相分离结构(具有微相分离结构的防污涂层的设计与研究，冯利邦，复旦大学博士论文，2007年)。而在生物材料研究中，有科学家利用甲基丙烯酸二甲胺乙酯与2-羧乙基丙烯酰酸酯等带不同电荷的单体反应形成的两性电解质水凝胶来抑制糖蛋白等生物大分子的吸附，并取得了良好的防污效果(An New Avenue to Nonfouling Materials. Advanced Materials,Chen,S. and S. Jiang, Advanced Materials,2008. 20(2):第 335-338 页)。
发明内容
本发明提供了一种改性有机硅聚合物、制备方法及其应用，该改性有机硅聚合物可以应用于海洋防污涂料领域，对海生物的附着具有高效的防除作用。一种改性有机硅聚合物，结构如式(I)所示
权利要求
1.一种改性有机硅聚合物，其特征在于，结构如式(I)所示
2.根据权利要求I所述的改性有机硅聚合物，其特征在于，所述的R1为-CH2CH2-。
3.根据权利要求I所述的改性有机硅聚合物，其特征在于，所述的R2和R4独立地为H或-CH3。
4.根据权利要求I所述的改性有机硅聚合物，其特征在于，所述的R3为-CH2CH2NH2-HCl，-CH2CH2N (CH3)2,，-CH2CH2N (C2H5) 2 或-CH2CH2N (CH3) 3C1。
5.根据权利要求I所述的改性有机硅聚合物，其特征在于，所述的R5为-(CH2)3S03K,-(CH2) 3S03Na, - (CH2) 3S03_ · NH:或-CH2CH2COOH。
6.—种权利要求I 5任一项所述的改性有机娃聚合物的制备方法,其特征在于，包括以下步骤 (1)将双烷羟基封端的聚二甲基硅氧烷和二元羧酸类偶氮引发剂溶解于有机溶剂中，然后加入催化剂和脱水剂，在O 30°C下搅拌反应O. 5 24小时，结束后分离干燥得到有机娃大分子引发剂； (2)将步骤I所得的有机硅大分子引发剂，带正电的亲水性单体与带负电的亲水性单体溶解于有机溶剂中，在惰性气体保护下加热进行反应，反应完全后，除去所述有机溶剂得到所述的改性有机硅聚合物； 所述的带正电的亲水性单体的结构如式(II)所示
7.根据权利要求6所述的改性有机硅聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(I)中所述的催化剂为4- 二甲氨基吡啶-对甲苯磺酸； 步骤(I)中所述的脱水剂为N，N’ - 二环己基碳二亚胺。
8.根据权利要求6所述的改性有机硅聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(I)中所述的有机溶剂为二氯甲烷和DMF中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的改性有机硅聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的有机溶剂为甲苯，乙醇和四氢呋喃中的至少一种。
10.根据权利要求I 5任一项所述的改性有机硅聚合物在制备防污材料的中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种改性有机硅聚合物，该改性有机硅聚合物兼具微相分离特性，水凝胶和两性电解质结构特点，用在海洋防污上能有效防除海洋生物在设施表面附着，是一种非常有效的海洋防污用聚合物。本发明还公开了该改性有机硅聚合物的制备方法，将有机硅与带有两性结构的甲基丙烯酸酯类或丙烯酸酯类单体进行共聚得到，同时，还公开了该改性有机硅聚合物在制备环保型海洋防污涂料的中的应用。
文档编号C09D153/00GK102898601SQ20121036247
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者许季海, 乌学东, 张昕, 赵文杰, 彭叔森 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所