CN109321054A - 一种环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域。本发明的目的是提供一种环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法。采用的技术方案是：一种环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方，包括以下步骤：1)防污防腐强化乳液的制备；2)环保型防污防腐涂料的制备；3)防污防腐强化乳液和环保型防污防腐涂料混合。本发明环保安全、效用持久、能够有效防止微生物附着。

Description

一种环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法。
背景技术
海洋腐蚀是指金属构件在海洋环境中发生的腐蚀。海洋环境是一种复杂的腐蚀环境。在这种环境中，海水本身是一种强的腐蚀介质，同时波，浪、潮、流又对金属构件产生低频往复力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢物等污物都对腐蚀过程产生直接或者间接的加速作用。在目前已经发展的防止海洋生物附着生长的技术中，涂刷防污涂料因其具有经济性，有效性和易操作性等优点，近年来发展的最快，应用最为广泛，防污涂料主要由树脂、防污剂、辅助材料、填充料和溶剂五种成分组成。
其中，防污剂是对附着生物起毒害作用的主要毒料。树脂是主要的成膜剂，对防污涂层性能的发挥起着关键作用；辅助材料多为一些功能性添加剂，提升涂料的综合性能，使涂料功能更加的多样化。现有的防腐防污涂料存在以下缺陷：1)但对周边的水环境具有较大的伤害。2)防污性能又较差；3)防污的持久性较差，容易失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保安全、效用持久、能够有效防止微生物附着的环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)防污防腐强化乳液的制备：
按重量份称取压致发光材料20-30份、光触媒材料10-15份和丙烯酸锌树脂30-40份；在300转/分钟的转速下，将压致发光材料、光触媒材料和丙烯酸锌树脂一起加入搅拌机内，搅拌5分钟进行初步混合；然后将转速调整至1200转/分钟以上，搅拌10分钟得防污防腐强化乳液；
2)环保型防污防腐涂料的制备；
3)将防污防腐强化乳液和环保型防污防腐涂料按1：8-10的重量比加入搅拌机内进行混合，在800转/分钟的转速下搅拌15分钟以上，即得产品。
优选的，所述压致发光材料的结构通式如下：
优选的，所述压致发光材料由如下方法制备而成，将溴代四苯乙烯和4-醛基苯硼酸溶于甲苯中,加入四丁基溴化铵和碳酸钾水溶液；通氮气0.5h后，加入四(三苯基膦)钯，加热到90℃反应24h；反应结束后，将冷到室温的反应液倒入水中，利用乙酸乙酯进行萃取；有机层用无水硫酸钠干燥后，蒸去溶剂，利用硅胶柱层析进行提纯，以正己烷和二氯甲烷混合溶剂为淋洗液淋吸，得到的白色产物即为压致发光材料。
优选的，所述光触媒材料为银掺杂改性纳米二氧化钛，所述银掺杂改性纳米二氧化钛由如下方法制备而成：在常温下，将一定量的纳米二氧化钛加入硝酸银溶液中，经过一段时间的反应后加入碳酸钠溶液制得混合溶液；该混合溶液在紫外线灯的照射下直到完成光化学反应，以蒸馏水洗涤，静置后除去上层清液，下层即为银掺杂改性纳米二氧化钛。
本发明的有益效果集中体现在：
(1)利用防污防腐强化乳液作为改性剂对涂料进行改性，以光触媒材料作为抑菌、灭菌成份，安全无毒、效用持久，对抑制微生物附着具有极好的功效。
(2)防污防腐强化乳液中添加的压致发光材料在海水的波动冲击下，压力改变能够产生一定荧光效果，与自然光相配合能够为光触媒提供长效触发条件。
(3)采用环保型防污防腐涂料，对海洋环境没有危害，比较环保。
具体实施方式
本发明所述的光触媒材料可选用：金红石型纳米二氧化钛、锐钛型纳米二氧化钛。为了提高光触媒材料的吸光带宽，使可见光和荧光发挥更好的催化作用，更好的做法是，本发明所述的光触媒材料采用银掺杂改性纳米二氧化钛，也就是利用在纳米二氧化钛内掺杂银粒子，以提高纳米二氧化钛的吸光带宽，使其在非紫外环境下也具有较好的活性。本发明采用光化学沉积法，在常温下，控制溶液的PH数值，将一定量的纳米二氧化钛加入硝酸银溶液中，强力搅拌，经过一段时间的反应后加入碳酸钠溶液制得混合溶液；该混合溶液在紫外线灯的照射下直到完成光化学反应，以蒸馏水洗涤，静置后除去上层清液，下层即为银掺杂改性纳米二氧化钛。本发明所述的银掺杂改性纳米二氧化钛在可见光环境下仍具有极高的活性，降低了光触媒材料的催化难度。
由于本发明所述的涂料一般应用在船舶、海底管道等构件上，船舶有些位置的光照强度不佳、海底管道自然光更差。为此，为了保证光触媒材料的活性，本发明在防污防腐强化乳液中添加有压致发光材料，所述压致发光材料也就是受到外部压力刺激后会发出光，从而为光触媒材料提供催化源。
关于本发明压致发光材料的制备方法如下：将溴代四苯乙烯和4-醛基苯硼酸溶于甲苯中,加入四丁基溴化铵和碳酸钾水溶液；通氮气0.5h后，加入四(三苯基膦)钯，加热到90℃反应24h；反应结束后，将冷到室温的反应液倒入水中，利用乙酸乙酯进行萃取；有机层用无水硫酸钠干燥后，蒸去溶剂，利用硅胶柱层析进行提纯，以正己烷和二氯甲烷混合溶剂为淋洗液淋吸，得到的白色产物即为压致发光材料，产率88％。
所述压致发光材料的结构通式为：
本发明所述的环保型防污防腐涂料可选用市售的常规的防污防腐涂料，但为了进一步提高其环境的友善性，本发明选用天然提取物进行环保型防污防腐涂料的制作，其具体方法为：
①将重量比为1:0.4的紫菜和大蒜置于鼓风干燥箱内并在45℃下进行烘干，再用粉碎机粉碎后过筛得到大蒜和紫菜的混合粉，将混合粉加入蒸馏水中，在40℃下恒温浸泡5小时；然后整体放入挥发油提取器中水蒸气蒸馏4小时，得到挥发油，将挥发油放在旋转蒸发仪上旋蒸浓缩，得到膏状的大蒜和紫菜提取物备用；
②按重量份将二氧化乙烯基环己烯环氧树脂35份、过氯乙烯树脂20份、羟丙基甲基纤维素2份混合加入加热釜内加热至熔融状态，然后进行保温、并在400转/Min的速度下搅拌20分钟得到树脂溶液；然后一次性将纳米二氧化硅3份、丙二醇2份、己二醇1份、膨润土7份加入树脂溶液内，停止加热、在200转/Min的速度下搅拌15分钟；待温度下降至40℃以下时，加入步骤①制得的大蒜和紫菜提取物8份以及苯甲酸1份，并在500转/Min的速度下搅拌10分钟即得环保型防污防腐涂料；
实施例1
1)防污防腐强化乳液的制备：
按重量份称取压致发光材料30份、光触媒材料10份和丙烯酸锌树脂40份；在300转/分钟的转速下，将压致发光材料、光触媒材料和丙烯酸锌树脂一起加入搅拌机内，搅拌5分钟进行初步混合；然后将转速调整至1200转/分钟以上，搅拌10分钟得防污防腐强化乳液；
2)环保型防污防腐涂料的制备；
3)将防污防腐强化乳液和环保型防污防腐涂料按1：8的重量比加入搅拌机内进行混合，在800转/分钟的转速下搅拌15分钟以上，即得产品。
实施例2
1)防污防腐强化乳液的制备：
按重量份称取压致发光材料20份、光触媒材料15份和丙烯酸锌树脂30份；在300转/分钟的转速下，将压致发光材料、光触媒材料和丙烯酸锌树脂一起加入搅拌机内，搅拌5分钟进行初步混合；然后将转速调整至1200转/分钟以上，搅拌10分钟得防污防腐强化乳液；
2)环保型防污防腐涂料的制备；
3)将防污防腐强化乳液和环保型防污防腐涂料按1：8的重量比加入搅拌机内进行混合，在800转/分钟的转速下搅拌15分钟以上，即得产品。
实施例3
1)防污防腐强化乳液的制备：
按重量份称取压致发光材料30份、光触媒材料12份和丙烯酸锌树脂35份；在300转/分钟的转速下，将压致发光材料、光触媒材料和丙烯酸锌树脂一起加入搅拌机内，搅拌5分钟进行初步混合；然后将转速调整至1200转/分钟以上，搅拌10分钟得防污防腐强化乳液；
2)环保型防污防腐涂料的制备；
3)将防污防腐强化乳液和环保型防污防腐涂料按1：9的重量比加入搅拌机内进行混合，在800转/分钟的转速下搅拌15分钟以上，即得产品。
经检测，本发明所述三个实施例的涂料抑菌圈直径分别达到57mm、61mm和56mm，其中实施例2的抑菌效果尤其明显。本发明首次将光触媒技术和压致发光技术结合应用在涂料领域，环保安全、效用持久，能够有效的防止微生物附着。

Claims (4)

1.一种环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)防污防腐强化乳液的制备：
按重量份称取压致发光材料20-30份、光触媒材料10-15份和丙烯酸锌树脂30-40份；在300转/分钟的转速下，将压致发光材料、光触媒材料和丙烯酸锌树脂一起加入搅拌机内，搅拌5分钟进行初步混合；然后将转速调整至1200转/分钟以上，搅拌10分钟得防污防腐强化乳液；
2)环保型防污防腐涂料的制备；
3)将防污防腐强化乳液和环保型防污防腐涂料按1：8-10的重量比加入搅拌机内进行混合，在800转/分钟的转速下搅拌15分钟以上，即得产品。
2.根据权利要求1所述的环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述压致发光材料的结构通式如下：
3.根据权利要求2所述的环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述压致发光材料由如下方法制备而成，将溴代四苯乙烯和4-醛基苯硼酸溶于甲苯中,加入四丁基溴化铵和碳酸钾水溶液；通氮气0.5h后，加入四(三苯基膦)钯，加热到90℃反应24h；反应结束后，将冷到室温的反应液倒入水中，利用乙酸乙酯进行萃取；有机层用无水硫酸钠干燥后，蒸去溶剂，利用硅胶柱层析进行提纯，以正己烷和二氯甲烷混合溶剂为淋洗液淋吸，得到的白色产物即为压致发光材料。
4.根据权利要求3所述的环境友好型海洋防污防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述光触媒材料为银掺杂改性纳米二氧化钛，所述银掺杂改性纳米二氧化钛由如下方法制备而成：在常温下，将一定量的纳米二氧化钛加入硝酸银溶液中，经过一段时间的反应后加入碳酸钠溶液制得混合溶液；该混合溶液在紫外线灯的照射下直到完成光化学反应，以蒸馏水洗涤，静置后除去上层清液，下层即为银掺杂改性纳米二氧化钛。
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