[发明专利]用于防污保护的铜螯合物复合物

说明书

本发明涉及包含二(乙基4,4,4‑三氟乙酰乙酸酯)铜(Cu(ETFAA)₂)的防污组合物，其对船舶和海洋结构物表面的海洋生物污损非常有效，它们用于抑制海洋生物污损的用途，以及包含所述组合物的防污涂料。

技术领域

本发明涉及包含二(乙基4,4,4-三氟乙酰乙酸酯)铜(Cu(ETFAA)₂)的防污组合物，其对船舶和海洋结构物表面的海洋生物污损非常有效，其用于抑制海洋生物污损的用途，以及包含所述组合物的防污涂料。

背景技术

船舶、水产养殖渔网、水下结构和设备容易受到诸如藤壶、苔藓虫、水螅、贻贝、藻类等海洋生物的侵蚀。生物可以生长和繁殖，并最终导致重大问题。例如，对于船体，船体上海洋生物的生长会增加船体与水体之间的摩擦阻力，从而增加油耗，降低船速。需要保护船体以防止海洋生物的生长，从而保持它们的清洁和光滑，以最大限度地提高燃油效率。还有一个问题是将海洋生物从世界的一个地方运送到另一个地方，外来生物有可能破坏本地生态。因此，水下部件需要充分保护以防止海洋生物污损，这通常是通过防污涂料来实现的。

用于此类防污涂料的粘合剂体系通常由易腐蚀粘合剂组成。涂料膜的腐蚀通过随时间推移从涂层中释放防污剂(杀生物剂)从而阻止污损生物体的附着来帮助防止污损。侵蚀性防污涂层有两种主要类型，业界将其描述为“自抛光”和“烧蚀”。

烧蚀涂层的粘合剂体系主要由松香组成，松香会与海水反应变成水溶性并被侵蚀掉。替代地，松香或松香衍生物也与诸如聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、氯乙烯树脂、氯化橡胶树脂、氯化聚乙烯树脂、氯化聚丙烯树脂、苯乙烯-丁二烯树脂或聚酰胺等非侵蚀性粘合剂混合使用。

在“自抛光防污涂料”中，粘合剂体系基于可水解的丙烯酸酯聚合物。可水解官能团通常由金属羧酸盐丙烯酸酯单体或丙烯酸甲硅烷基酯单体提供给聚合物。也使用易腐蚀的聚酯粘合剂，从而导致低成本的防污涂料。烧蚀涂层和自抛光涂层之间的区别主要在于浸出层的厚度和自抛光涂层随时间推移的更线性的侵蚀率。

“混合涂料”也存在，其粘合剂系统由易腐蚀的丙烯酸酯组成，例如自抛光涂料和松香。浸出层的厚度比烧蚀涂层薄，但比真正的自抛光涂层厚。

由于其中用作杀生物剂的氧化亚铜(Cu₂O)的浓度高，即通常约40wt％，这是适当的防污保护所需要的，因此大多数市售防污涂料含有高金属含量。氧化亚铜可能对许多生物有害。防污涂料中的浸出会导致水中、沉积物和周围环境中的铜含量升高。人为的高铜含量可能会对生态产生重大影响。虽然Cu₂O在防污涂料中被广泛用作防污剂，但防污涂料还可以包含额外的杀生物剂，因为单独的Cu₂O仅对诸如藤壶之类的坚硬污损生物有效。

作为另一个缺点，氧化亚铜通常会赋予防污涂料膜强烈的红褐色，并且还可能与大气中的二氧化碳和海水中的氯化物发生反应，从而在涂层表面形成不均匀的条纹。这是一种不吸引人的外观并且可能发生，例如，在船舶下水后不久发生。一些游艇所有者和游轮运营商更喜欢明亮的颜色和均匀的外观，这是含有氧化亚铜的涂料无法实现的。

在市售防污涂料中取代氧化亚铜的尝试导致开发了氧化亚铜的替代品，例如白色的硫氰酸铜和对藤壶有效的农用杀虫剂溴代吡咯腈(tralopyril)。但是这些替代品的成本更高，而且它们不如基于氧化亚铜的防污涂料有效。

因此，需要在生态和经济上改进的具有降低铜含量的船用防污涂料，或者甚至完全替代常规使用的防污涂料中的氧化亚铜。

本发明的包含Cu(ETFAA)₂的防污组合物满足了这种需要。发明人惊奇地发现，Cu(ETFAA)₂是一种高效、通用的试剂，其可增强所有类型的防污涂料(如烧蚀涂料或自抛光涂料)的防污性能，并且也可用于简单的接触浸出涂料。