具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物及其制备方法和应用作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。

本文中，“一种或多种”指所列项目的任一种、任两种或任两种以上。

本发明中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。

本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。

本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，则包括数值区间的两个端点。

本发明中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相-固相混合均指质量百分比，对于液相-液相混合指体积百分比。

本发明中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。

本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。

本发明提供一种聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物的制备方法，包括如下步骤：

将类辣椒素单体与丙烯酸类单体进行共聚反应，制备预聚物；

将预聚物与锌盐进行交联反应，制备聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物[PAZ/CPC(capsaicin)](简写为PAZ/CPC)；

其中，类辣椒素单体为N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)和/或8-甲基-N-[(4-羟基-3-甲氧基苯基)-甲基]-(反)-6-壬烯基酰胺[(e)-8-methyl-n-vanillyl-6-nonenamide]。

在其中一些具体的示例中，上述聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物不含锡。

在其中一些具体的示例中，丙烯酸类单体选自丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种。进一步地，丙烯酸类单体为丙烯酸。

在其中一些具体的示例中，锌盐为ZnCl₂。可以理解地，锌盐的加入量决定交联的程度，可以根据所需要的交联程度进行确定。

在其中一些具体的示例中，共聚反应包括如下步骤：

混合类辣椒素单体、丙烯酸类单体、分散剂和水，所得混合物升温至60℃～70℃后，加入引发剂；然后于80℃～90℃温度条件下反应3h～4h。

在其中一些具体的示例中，共聚反应在惰性气体氛围下进行。进一步地，惰性气体为氮气。

在其中一些具体的示例中，混合类辣椒素单体、丙烯酸类单体、分散剂和水是指将类辣椒素单体、丙烯酸类单体、分散剂均置于水中。必要时，实现溶解的方式可以为搅拌、超声、震荡中的至少一种。

在其中一些具体的示例中，加入引发剂时混合物的温度为60℃～70℃。具体地，该温度包括但不限于：60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、60℃。

在其中一些具体的示例中，反应的温度为80℃～90℃。具体地，反应的温度包括但不限于：80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃。

在其中一些具体的示例中，反应的时间为3h～4h。具体地，反应的时间包括但不限于：3h、3.5h、4h。

在其中一些具体的示例中，分散剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠。进一步地，分散剂为十二烷基磺酸钠。

在其中一些具体的示例中，分散剂的用量为类辣椒素单体质量的5％～15％。具体地，分散剂的上述用量包括但不限于：5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％。

在其中一些具体的示例中，引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、偶氮二异丁腈和偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种或多种。进一步地，引发剂为过硫酸钠。

在其中一些具体的示例中，引发剂的用量为类辣椒素单体和丙烯酸类单体总质量的4％～12％。具体地，引发剂的上述用量包括但不限于：4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％。

在其中一些具体的示例中，引发剂的加入方式为缓慢滴加，滴加的时间为0.5h～1h。

在其中一些具体的示例中，类辣椒素单体与丙烯酸类单体的摩尔比为(0.1～1):1。进一步地，类辣椒素单体与丙烯酸类单体的摩尔比为(0.1～0.5):1。类辣椒素单体与丙烯酸类单体的摩尔比包括但不限于：0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1。

在其中一些具体的示例中，共聚反应结束后，还包括纯化的步骤：将共聚反应所得反应液进行透析处理，以除去小分子化合物和引发剂，然后再蒸发去除水，制备所述预聚物。

在其中一些具体的示例中，透析处理采用的透析膜的截留分子量为13000～15000。

在其中一些具体的示例中，交联反应结束后，还包括纯化的步骤：于交联反应所得反应液中加入溶剂使其出现絮凝沉淀，然后对絮凝沉淀进行离心、干燥，制备聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物。进一步地，溶剂为聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物难溶的溶剂，如丙酮。

本发明还提供上述的制备方法制备得到的聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物。

具体地，聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物可表示为如下所示结构特征：

m₁、n₁、m₂、n₂的值根据环氧树脂与聚醚酰亚胺的投料比、聚合程度而定。

本发明还提供一种乳液，包含水以及上述的聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物。

在其中一些具体的示例中，乳液还包含助溶剂；所述助溶剂选自丙酮和丁酮中一种或两种。进一步地，助溶剂的用量为占水的体积百分比为5％～10％。

在其中一些具体的示例中，乳液的固含量为40％～70％。

本发明还提供一种防污涂料，以上述的聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物或乳液作为成膜基体。该防污涂料兼具长的防污寿命以及好的防污效果。

在其中一些具体的示例中，防污涂料中聚丙烯酸锌/类辣椒素共聚物的质量百分比为10％～20％。以15％为例，将该防污涂料涂敷于钢铁或养殖网箱表面，放入海水中可以6个月不生长海蛎子和海藻，一年后只有小于5％的表面被藻类和牡蛎类少量附着。而用传统的防污涂料涂敷的钢板在海水中6个月，就已100％的被贝壳和海藻覆盖表面。

以下为具体的实施例，如无特别说明，实施例中采用的原料均为市售产品。

实施例1

本实施例为一种PAZ/N-PMI共聚物，其制备方法如下：

(1)取1.73g N-PMI，0.18g十二烷基磺酸钠和120mL水，剧烈搅拌5分钟再用超声震荡充分使N-PMI分散于水中，制备N-PMI的分散相；然后取7.20g丙烯酸溶于N-PMI的分散相中，搅拌均匀，将反应溶液置于三口烧瓶中，并充入氮气置换出三口烧瓶中的空气。

(2)将0.90g过硫酸钠溶于30mL水中，将步骤(1)的反应溶液的温度升至65℃后，缓慢滴加过硫酸钠的水溶液(约30min滴加完毕)。

(3)滴加完毕后，将温度升至85℃，并保温3小时；冷却后将溶液置于截留分子量为14000的透析袋中进行透析；

(4)利用旋转蒸发仪除去水获得AA/N-PMI预聚物；

(5)将AA/N-PMI预聚物溶于水中，剧烈搅拌并加入稍过量的氯化锌使其凝胶化，再加入丙酮进行絮凝沉淀；

(6)将上述絮凝物离心、甩干、烘干，即得到PAZ/N-PMI共聚物(固体树脂)。

上述丙烯酸(AA)的结构式如下：

N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)的结构式如下：

制备得到的PAZ/N-PMI共聚物的结构可表示如下：

结构鉴定：对AA/N-PMI预聚物进行红外光谱测试，结果如图1所示，在2900～3000cm^-1有一宽而强的羧酸的特征吸收峰，在1700cm^-1附近出现了C＝O伸缩振动峰，在1400～1500cm^-1出现了苯环特征的吸收峰，在1150～1250cm^-1出现了C-O伸缩振动峰；对PAZ/N-PMI共聚物进行红外光谱测试，结果如图2所示，羧酸在2800～3300cm^-1的特征吸收峰仍然存在，以及在1400～1500cm^-1出现了较小的苯环特征吸收峰，同时，在1450～1680cm^-1新出现了羧酸盐的两个吸收峰。证明实施例1制备得到了PAZ/N-PMI共聚物。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上采用不同的丙烯酸(AA)与N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)的比例进行PAZ/N-PMI共聚物的制备。

制备方法如下：

(1)取2.5g N-PMI，0.18g十二烷基磺酸钠和120mL水，剧烈搅拌5分钟再用超声震荡充分使N-PMI分散于水中，制备N-PMI的分散相；然后取5.0g丙烯酸溶于N-PMI的分散相中，搅拌均匀，将反应溶液置于三口烧瓶中，并充入氮气置换出三口烧瓶中的空气。

(2)将0.90g过硫酸钠溶于3mL水中，将步骤(1)的反应溶液的温度升至65℃后，缓慢滴加过硫酸钠的水溶液。

(3)滴加完毕后，将温度升至85℃，并保温3小时；冷却后将溶液置于截留分子量为14000的透析袋中进行透析；

(4)利用旋转蒸发仪除去水获得AA/N-PMI预聚物；

(5)将AA/N-PMI预聚物溶于水中，剧烈搅拌并加入过量的氯化锌使其凝胶化，再加入丙酮进行絮凝沉淀；

(6)将上述絮凝物离心、甩干、烘干，即得到PAZ/N-PMI共聚物(固体树脂)。

采用实施例1-2的共聚物制备防污涂料，并进行性能测试。

防污涂料的制备方法为：将共聚物以纯净水(加8％的丙酮作为助溶剂)溶解，制成固含量为60％的树脂液，即可。

测试结果如下表2：

表2

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。