CN111500105A - 防污涂料添加剂及其制备方法 - Google Patents

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李正香
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
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Abstract

本发明涉及一种缓释金属离子的防污涂料添加剂，具体为环糊精包覆氧化亚铜复合材料。利用环糊精外部亲水内部疏水的作用，以及对金属离子的络合作用，将硫酸铜和氢氧化钠同时注入到环糊精水溶液中，环糊精分子可以多铜离子进行络合包覆，同时，氢氧根离子也会与铜离子进行沉淀反应，在超声振动的作用下，使得环糊精分子将氢氧化铜包覆在其螺旋状结构內。经葡萄糖还原后，得到环糊精包覆氧化亚铜复合材料，应用到涂料中，可以缓慢持续释放氧化亚铜，达到持久防污的作用。

Description

防污涂料添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，是一种可以缓慢释放金属离子的防污涂料添加剂，具体为环糊精包覆氧化亚铜复合材料。
背景技术
海生物附着在船体上，对船体的航行造成阻碍，同时，还会加速海水对船体的腐蚀作。因此，通常会在船体上涂敷防海生物附着的防污涂料。氧化亚铜是最常用的防污涂料添加剂，可以有效防止海生物的附着。但是，在实际的应用中，防污涂料中的氧化亚铜往往释放速度较快，使得防污涂料的防污效果不能长久。
虽然，有研究者提出在涂料中添加侧链含叔胺基的硅烷共聚物，利用硅烷共聚物侧链上的叔胺基与金属离子形成配位作用，可以减少金属离子防污剂的流失，实现金属离子的缓释作用，延长防污涂料的防污效果。但是，侧链含叔胺基的硅烷共聚物，制备工艺相对比较复杂，时间长，会增加成本。
为此，有必要提供一种制作工艺简便的缓释金属离子的防污涂料添加剂。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种制作工艺简便的缓释金属离子的防污涂料添加剂，利用环糊精外部亲水内部疏水的作用，以及对金属离子的络合作用，将沉淀的氢氧化铜包覆在其螺旋状结构內，经葡萄糖还原后，得到环糊精包覆氧化亚铜复合材料，应用到涂料中，可以缓慢持续释放氧化亚铜，达到持久防污的作用。
一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）溶液配制，包括，环糊精水溶液A，硫酸铜水溶液B，氢氧化钠水溶液C，葡萄糖溶液D；
（2）将溶液B和C同时注入A中，混合，并对混合液施加超声振动，得到悬浊液E；
（3）在持续超声振动下，将悬浊液E加热至80-100℃，注入溶液D，保温20-40分钟，过滤、晾干后，即可得到环糊精包覆氧化亚铜复合材料。
其中，环糊精浓度为20-40g/L。
其中，环糊精选自α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种或多种，优选β-环糊精。
其中，硫酸铜浓度为1-2mol/L。
其中，氢氧化钠浓度为3-6mol/L。
其中，葡萄糖浓度为3-5mol/L。
其中，超声振动频率为20-40kHz。
环糊精分子为中空圆筒立体环状螺旋结构，环状螺旋结构的外部具有丰富的羟基，使得环糊精分重的外缘呈现亲水性，相较而言，环状螺旋结构的内部呈现疏水性。因此，本发明中，将硫酸铜和氢氧化钠同时注入到环糊精水溶液中，环糊精分子可以多铜离子进行络合包覆，同时，氢氧根离子也会与铜离子进行沉淀反应，在超声振动的作用下，使得环糊精分子将氢氧化铜包覆在其螺旋状结构內。最终，经过葡萄糖还原后，得到环糊精包覆氧化亚铜复合材料。由于环糊精对氧化亚铜的包覆作用，使得氧化亚铜的释放缓慢，持久，涂料也具有持久的防污效果。
具体实施方式
下面，将列出本发明较佳的示例，并将其与对应的比较例进行对，以便于对本发明的技术效果进行详细阐述。
实施例1
一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）溶液配制，包括，β-环糊精水溶液A，环糊精浓度为20g/L；硫酸铜水溶液B，硫酸铜浓度为1mol/L；氢氧化钠水溶液C，氢氧化钠浓度为3mol/L；葡萄糖溶液D，葡萄糖浓度为3mol/L；
（2）将溶液B和C同时注入A中，混合，并对混合液施加超声振动，振动频率为20kHz，得到悬浊液E；
（3）在持续超声振动下，将悬浊液E加热至80℃，注入溶液D，保温20分钟，过滤、晾干后，即可得到环糊精包覆氧化亚铜复合材料。
实施例2
一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）溶液配制，包括，α-环糊精水溶液A，环糊精浓度为30g/L；硫酸铜水溶液B，硫酸铜浓度为1mol/L；氢氧化钠水溶液C，氢氧化钠浓度为4mol/L；葡萄糖溶液D，葡萄糖浓度为4mol/L；
（2）将溶液B和C同时注入A中，混合，并对混合液施加超声振动，振动频率为30kHz，得到悬浊液E；
（3）在持续超声振动下，将悬浊液E加热至90℃，注入溶液D，保温30分钟，过滤、晾干后，即可得到环糊精包覆氧化亚铜复合材料。
实施例3
一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）溶液配制，包括，γ-环糊精水溶液A，环糊精浓度为40g/L；硫酸铜水溶液B，硫酸铜浓度为2mol/L；氢氧化钠水溶液C，氢氧化钠浓度为6mol/L；葡萄糖溶液D，葡萄糖浓度为5mol/L；
（2）将溶液B和C同时注入A中，混合，并对混合液施加超声振动，振动频率为40kHz，得到悬浊液E；
（3）在持续超声振动下，将悬浊液E加热至100℃，注入溶液D，保温40分钟，过滤、晾干后，即可得到环糊精包覆氧化亚铜复合材料。
比较例
相较于实施例1，省略了β-环糊精水溶液A，同时，省略了超声振动，其余相同。
将实施例1-3和比较例中制备得到的防污涂料添加剂分别添加到防污涂料中，对四组涂料进行防污效果测试。通过将四组涂料分别喷涂到环氧树脂板表面，进行为期4个月的海洋挂板实验，结果如下表1所示。
表1 四种涂料在海洋中的挂板实验结果
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从表1可以看出，通过将氧化亚铜包覆在环糊精分子的螺旋状结构中，可以起到缓慢释放氧化亚铜的作用。
以上对本发明提供的一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法。应当指出的是，对于熟知防污涂料领域的技术的相关人员来说，还可以对本发明进行适当的改进或变换，这些改进或变换也属于本发明所保护的范围。

Claims (8)

1.一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）溶液配制，包括，环糊精水溶液A，硫酸铜水溶液B，氢氧化钠水溶液C，葡萄糖溶液D；
（2）将溶液B和C同时注入A中，混合，并对混合液施加超声振动，得到悬浊液E；
（3）在持续超声振动下，将悬浊液E加热至80-100℃，注入溶液D，保温20-40分钟，过滤、晾干后，即可得到环糊精包覆氧化亚铜复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，其特征在于，环糊精浓度为20-40g/L。
3.根据权利要求2所述的一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，其特征在于，环糊精选自α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种或多种，优选β-环糊精。
4.根据权利要求1所述的一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，其特征在于，硫酸铜浓度为1-2mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，其特征在于，氢氧化钠浓度为3-6mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，其特征在于，葡萄糖浓度为3-5mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法，其特征在于，超声振动频率为20-40kHz。
8.一种使用如权利要求1-7任一项所述的一种缓释金属离子的防污涂料添加剂的制备方法制备得到的防污涂料添加剂。
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