專利名稱：一種改性有機硅聚合物、制備方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于海洋防污用材料領域，具體涉及一種無毒，對環境友好的改性有機硅聚合物。
背景技術：
幾乎所有人類的海洋活動都會面臨一個共同的困擾-海生物污損，海生物污損對船舶、管道、海洋儀器、水產業等都會產生很不利的影響。為了降低海洋生物污損帶來的巨大經濟損失，人們研究了多種防污技術，其中涂裝防污涂料是解決污損問題的既經濟又高效的重要途徑。目前出現的具有較好防污效果的海洋防污涂料，主要為含有低毒安全防污劑的涂 料和具有低表面能型防污涂料兩大類。含有低毒安全防污劑的涂料是依靠防污劑對附著生物的麻痹或毒殺作用來達到防污效果。麻痹型的生物防污劑是通過從生物體中提取出苯甲酸鈉和丹寧酸等對附著生物幼蟲的麻醉作用來實現防污，此種防污涂料防污效果有限，并且防污劑的提取成本過高，因此也難以實現廣泛使用；毒殺型的化學防污劑一般是通過有機錫和氧化亞銅對生物體的強烈毒殺而起到防污作用，國際海事組織已禁止使用含有有機錫的海洋防污涂料，而銅系防污涂料因其也對海洋環境造成一定影響，最終也將會被淘汰。而具有低表面能型防污涂料主要是指有機硅類或者含氟類高分子材料，這類材料因具有低表面能特性使海洋生物難以附著或附著不牢固，在船舶航行時利用水的沖刷作用或專門的清理設備較易的去除污染物，但由于海生物的附著、生長機理比較復雜，如硅藻等生物仍易吸附在低表面能型防污涂料上，因此單純降低材料的表面能對防止海生物的污損有限。因此尋找新型的防污涂料是非常必要的。海豚、鯨魚、貽貝等生物長期在海洋環境中卻很少有海洋生物附著在表面，研究表明海豚、魚類等動物表皮不但具有非常精妙的織構化結構，而且富有彈性的表皮能持續分泌出一層粘滑性親水物質，對其他生物具有非常好的抗粘附效果。有研究表明，有機硅鏈段與丙烯酸酯等其他單體鏈段形成的嵌段共聚物或接枝共聚物具有較好的微相分離結構(具有微相分離結構的防污涂層的設計與研究，馮利邦，復旦大學博士論文，2007年)。而在生物材料研究中，有科學家利用甲基丙烯酸二甲胺乙酯與2-羧乙基丙烯酰酸酯等帶不同電荷的單體反應形成的兩性電解質水凝膠來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 頁)。

發明內容
本發明提供了一種改性有機硅聚合物、制備方法及其應用，該改性有機硅聚合物可以應用于海洋防污涂料領域，對海生物的附著具有高效的防除作用。一種改性有機硅聚合物，結構如式(I)所示
權利要求
1.一種改性有機硅聚合物，其特征在于，結構如式(I)所示
2.根據權利要求I所述的改性有機硅聚合物，其特征在于，所述的R1為-CH2CH2-。
3.根據權利要求I所述的改性有機硅聚合物，其特征在于，所述的R2和R4獨立地為H或-CH3。
4.根據權利要求I所述的改性有機硅聚合物，其特征在于，所述的R3為-CH2CH2NH2-HCl，-CH2CH2N (CH3)2,，-CH2CH2N (C2H5) 2 或-CH2CH2N (CH3) 3C1。
5.根據權利要求I所述的改性有機硅聚合物，其特征在于，所述的R5為-(CH2)3S03K,-(CH2) 3S03Na, - (CH2) 3S03_ · NH:或-CH2CH2COOH。
6.—種權利要求I 5任一項所述的改性有機娃聚合物的制備方法,其特征在于，包括以下步驟 (1)將雙烷羥基封端的聚二甲基硅氧烷和二元羧酸類偶氮引發劑溶解于有機溶劑中，然后加入催化劑和脫水劑，在O 30°C下攪拌反應O. 5 24小時，結束后分離干燥得到有機娃大分子引發劑； (2)將步驟I所得的有機硅大分子引發劑，帶正電的親水性單體與帶負電的親水性單體溶解于有機溶劑中，在惰性氣體保護下加熱進行反應，反應完全后，除去所述有機溶劑得到所述的改性有機硅聚合物； 所述的帶正電的親水性單體的結構如式(II)所示
7.根據權利要求6所述的改性有機硅聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的催化劑為4- 二甲氨基吡啶-對甲苯磺酸； 步驟(I)中所述的脫水劑為N，N’ - 二環己基碳二亞胺。
8.根據權利要求6所述的改性有機硅聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的有機溶劑為二氯甲烷和DMF中的至少一種。
9.根據權利要求6所述的改性有機硅聚合物的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的有機溶劑為甲苯，乙醇和四氫呋喃中的至少一種。
10.根據權利要求I 5任一項所述的改性有機硅聚合物在制備防污材料的中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種改性有機硅聚合物，該改性有機硅聚合物兼具微相分離特性，水凝膠和兩性電解質結構特點，用在海洋防污上能有效防除海洋生物在設施表面附著，是一種非常有效的海洋防污用聚合物。本發明還公開了該改性有機硅聚合物的制備方法，將有機硅與帶有兩性結構的甲基丙烯酸酯類或丙烯酸酯類單體進行共聚得到，同時，還公開了該改性有機硅聚合物在制備環保型海洋防污涂料的中的應用。
文檔編號C09D153/00GK102898601SQ20121036247
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者許季海, 烏學東, 張昕, 趙文杰, 彭叔森 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所