一种自润滑丙烯酸树脂及其制备方法和应用、自润滑海洋防污透明涂料技术

本发明专利技术属于润滑功能材料技术领域，特别涉及一种自润滑丙烯酸树脂及其制备方法和应用、自润滑海洋防污透明涂料。本发明专利技术提供的自润滑丙烯酸树脂，制备原料包括可聚合硅油类单体、不饱和有机酸二价金属离子盐单体、3

【技术实现步骤摘要】
一种自润滑丙烯酸树脂及其制备方法和应用、自润滑海洋防污透明涂料


[0001]本专利技术属于润滑功能材料
，特别涉及一种自润滑丙烯酸树脂及其制备方法和应用、自润滑海洋防污透明涂料。

技术介绍

[0002]海洋生物污损危害极深，不仅增加船体自重和摩擦阻力，增加燃料消耗，而且加速船体腐蚀，严重影响海洋装备的服役性能。特别是海洋监测仪器的光学窗口、摄影镜头等水下视窗透光材料及关键器件在海洋环境使用时，光学窗口极易在短时间内遭受生物污损，导致光学仪器的测量精度下降，甚至失真失灵。当前水下仪器光学窗口的防污技术主要是刮刀式机械防污、电解制氯防污和透明防污材料设计等，其中的透明防污材料设计是最经济、最简便的水下光学仪器防污方式，只需在视窗透光部件表面涂敷一层透明防污涂层材料，形成透明防污薄膜即可达到防污目的。
[0003]美国哈佛大学Aizenberg等报道了润滑液体多孔涂层技术(slippery liquid-infused porous surface，SLIPS)，SLIPS技术包含一层润滑液体，将润滑液体通过多孔材料锁住或注入有机硅基体，构筑了超滑界面，其表面因润滑液膜的存在显得十分光滑，摩擦系数极低，可有效阻止细菌、蛋白、藤壶、贻贝等黏附，并使其粘附力下降，在低水流剪切作用力下易于脱除。但是该技术方案成熟度低，不具备工程应用基本要求，原因在于润滑剂(如硅油等)以游离的形式大量存在于基体树脂体系，导致材料机械强度较弱，与基材的结合力过低，在服役过程中容易脱落，因而耐久性差，不具备持久稳定的自润滑特性。
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技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自润滑丙烯酸树脂及其制备方法，包括本专利技术提供的自润滑丙烯酸树脂的自润滑海洋防污透明涂料可以形成具有低摩擦系数、与基材良好结合的自润滑海洋防污透明薄膜，耐久性好。
[0005]为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种自润滑丙烯酸树脂，包括以下质量份数的制备原料：
[0007]可聚合硅油类单体5～15份，不饱和有机酸二价金属离子盐单体10～20份，3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐1.5～3份，丙烯酸酯类单体15～25份，引发剂1～1.5份，有机溶剂40～60份；
[0008]所述引发剂为偶氮二异丁腈；
[0009]所述可聚合硅油类单体由包括以下步骤的方法制备得到：
[0010]将羟丙基硅油、甲基丙烯酸异氰基乙酯和二月桂酸二丁基锡混合，进行催化反应，得到所述可聚合硅油类单体；
[0011]所述不饱和有机酸二价金属离子盐单体由包括以下步骤的方法制备得到：
[0012]将金属氢氧化物、丙烯酸类单体、酸和乙二醇甲醚混合，进行化合反应，得到所述
不饱和有机酸二价金属离子盐单体；所述金属氢氧化物为氢氧化锌或氢氧化铜；所述丙烯酸类单体为丙烯酸或甲基丙烯酸；所述酸为苯甲酸或乙酸。
[0013]优选的，所述羟丙基硅油和甲基丙烯酸异氰基乙酯的摩尔比为1：1；
[0014]所述催化反应的温度为35～45℃，时间为2～6h。
[0015]优选的，所述氢氧化锌、甲基丙烯酸和酸的摩尔比为1：1：1；
[0016]所述化合反应的温度为75～85℃，时间为0.5～2.5h。
[0017]优选的，所述丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的至少两种；
[0018]所述有机溶剂为乙二醇甲醚、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯；所述乙二醇甲醚、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为(3～4)：(1～2)：(1～2)。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述自润滑丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0020]将第一部分可聚合硅油类单体、第一部分丙烯酸酯类单体和第一部分有机溶剂混合，得到A液；
[0021]将不饱和有机酸二价金属离子盐单体、3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、引发剂、剩余的可聚合硅油类单体、剩余的丙烯酸酯类单体和剩余的有机溶剂混合，得到B液；
[0022]将所述B液加入A液中，进行聚合反应，得到所述自润滑丙烯酸树脂。
[0023]优选的，所述第一部分可聚合硅油类单体为可聚合硅油类单体总量的40～45wt.％；所述第一部分丙烯酸酯类单体为丙烯酸酯类单体总量的10～15wt.％；所述第一部分有机溶剂为有机溶剂总量的25～30wt.％。
[0024]优选的，所述聚合反应的温度为85～95℃，时间为2～4h。
[0025]本专利技术还提供了上述技术方案所述自润滑丙烯酸树脂或上述技术方案所述制备方法制备的自润滑丙烯酸树脂作为制备原料在自润滑海洋防污透明涂料中的应用。
[0026]本专利技术还提供了一种自润滑海洋防污透明涂料，包括以下质量份的组分：
[0027]自润滑丙烯酸树脂 50～80份；
[0028]稀释剂
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20～40份；
[0029]流平剂
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0.5～1份；
[0030]所述自润滑丙烯酸树脂为上述技术方案所述自润滑丙烯酸树脂或上述技术方案所述制备方法制备的自润滑丙烯酸树脂。
[0031]优选的，所述稀释剂包括乙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯或乙酸丁酯；所述流平剂为BYK333或AC-8700。
[0032]本专利技术提供了一种自润滑丙烯酸树脂，包括以下质量份数的制备原料：可聚合硅油类单体5～15份，不饱和有机酸二价金属离子盐单体10～20份，3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐1.5～3份，丙烯酸酯类单体15～25份，引发剂1～1.5份，有机溶剂40～60份；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述可聚合硅油类单体由包括以下步骤的方法制备得到：将羟丙基硅油、甲基丙烯酸异氰基乙酯和二月桂酸二丁基锡混合，进行催化反应，得到所述可聚合硅油类单体；所述不饱和有机酸二价金属离子盐单体由包括以下步骤的方法制备得到：将金属氢氧化物、丙烯酸类单体、酸和乙二醇甲醚混合，进
行化合反应，得到所述不饱和有机酸二价金属离子盐单体；所述金属氢氧化物为氢氧化锌或氢氧化铜；所述丙烯酸类单体为丙烯酸或甲基丙烯酸；所述酸为苯甲酸或乙酸。在本专利技术中，所述可聚合硅油类单体和丙烯酸酯类单体提供自润滑丙烯酸树脂基体组分，而且可聚合硅油类单体含有硅油基团，可以接枝入自润滑丙烯酸树脂主链，避免了传统含硅油润滑材料中硅油游离因而自润滑性能不稳定的弊端，有利于长久地降低自润滑丙烯酸树脂的摩擦系数；所述3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐为两性离子液组分，有利于提高自润滑丙烯酸树脂的高效抑菌抗藻活性，提高自润滑丙烯酸树脂及进一步由自润滑丙烯酸树脂制备的自润滑海洋防污透明涂料的静态防污性能、延长防污寿命；所述不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自润滑丙烯酸树脂，包括以下质量份数的制备原料：可聚合硅油类单体5～15份，不饱和有机酸二价金属离子盐单体10～20份，3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐1.5～3份，丙烯酸酯类单体15～25份，引发剂1～1.5份，有机溶剂40～60份；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述可聚合硅油类单体由包括以下步骤的方法制备得到：将羟丙基硅油、甲基丙烯酸异氰基乙酯和二月桂酸二丁基锡混合，进行催化反应，得到所述可聚合硅油类单体；所述不饱和有机酸二价金属离子盐单体由包括以下步骤的方法制备得到：将金属氢氧化物、丙烯酸类单体、酸和乙二醇甲醚混合，进行化合反应，得到所述不饱和有机酸二价金属离子盐单体；所述金属氢氧化物为氢氧化锌或氢氧化铜；所述丙烯酸类单体为丙烯酸或甲基丙烯酸；所述酸为苯甲酸或乙酸。2.根据权利要求1所述的自润滑丙烯酸树脂，其特征在于，所述羟丙基硅油和甲基丙烯酸异氰基乙酯的摩尔比为1：1；所述催化反应的温度为35～45℃，时间为2～6h。3.根据权利要求1所述的自润滑丙烯酸树脂，其特征在于，所述氢氧化锌、甲基丙烯酸和酸的摩尔比为1：1：1；所述化合反应的温度为75～85℃，时间为0.5～2.5h。4.根据权利要求1所述的自润滑丙烯酸树脂，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的至少两种；所述有机溶剂为乙二醇甲醚、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯；所述乙二醇甲醚、二甲苯和丙二醇甲醚醋酸酯的质量比为(3～4)：(1～2)：(1～2)。5.权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，杨武芳，张建斌，刘辉，裴小维，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：