CN114891439A - 一种低表面能海洋防污涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低表面能海洋防污涂料的制备方法，属于防腐涂料技术领域。所述的低表面能海洋防污涂料的制备方法以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋10‑25份、二氧化钛6‑10份、氧化锌6‑15份、二氧化硅8‑10份、分散剂1‑2份、有机硅树脂45‑50份、正丁醇22‑30份、固化剂2‑3份、液体石蜡1‑2份、疏水助剂1‑3份、消泡剂0.2‑0.5份、流平剂0.1‑0.2份。本发明采用的钨酸铋、二氧化钛、氧化锌等催化杀菌原料具有无毒、稳定等优点，有机硅树脂表面张力小、表面能低适合制成疏水性强的低表面能涂料，制成的海洋防污涂料防污效果好，且绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种低表面能海洋防污涂料的制备方法。
背景技术
伴随海底石油开采，海底矿产利用，海洋航运等海洋行业的迅速发展，海洋生物对海上设施的污损和附着引起人们极大的关注。船舶和海洋人工设施表面附着海洋生物后，会增加船舶的燃料消耗，降低船舶的航行速度和机动性能，增加海洋设施的腐蚀，最终影响船舶和海洋设施的使用寿命。传统的海洋生物污损涂料通过释放有毒材料，实现防止海洋生物附着。过去，这些有毒的材料包括氧化亚铜和三丁基锡等铜系和锡系的防污剂。使用污毒剂严重污染了海洋环境，有机锡和氧化亚铜会导致浮游生物、海藻大量死亡。2008年，有机锡类防污涂料被全球性禁止使用。目前环保、长效的低表面能防污涂料已经成为科学家们研究的热点。
发明内容
本发明通过提供一种低表面能海洋防污涂料的制备方法，以解决现有技术的上述技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种低表面能海洋防污涂料，以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋10-25份、二氧化钛6-10份、氧化锌6-15份、二氧化硅8-10份、分散剂1-2份、有机硅树脂45-50份、正丁醇22-30份、固化剂2-3份、液体石蜡1-2份、疏水助剂1-3份、消泡剂0.2-0.5份、流平剂0.1-0.2份。
优选地，以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋20份、二氧化钛8份、氧化锌10份、二氧化硅9份、分散剂1.5份、有机硅树脂48份、正丁醇28份、固化剂2.5份、液体石蜡1.5份、疏水助剂2份、消泡剂0.4份、流平剂0.15份。
优选地，所述钨酸铋为纳米级粉末，二氧化钛、氧化锌均为纳米级颗粒，粒径为1-100nm。
优选地，所述分散剂型号为5040。
优选地，所述固化剂为二乙烯三胺。
优选地，所述疏水助剂为有机硅油。
优选地，所述消泡剂型号为HS2151。
优选地，所述流平剂型号为BNK-LK3033。
一种低表面能海洋防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钨酸铋、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅分散在正丁醇的溶液中，得混合溶液；
(2)在混合溶液中加入分散剂，分散均匀；然后向溶液中加入液体石蜡和疏水助剂，搅拌均匀后加入有机硅树脂，混合均匀，再加入消泡剂和流平剂搅拌；
(3)最后向溶液中加入固化剂固化成膜。
本发明中低表面能海洋防污涂料的防污原理为：
1.钨酸铋，二氧化钛与氧化锌本身具有良好的杀菌防污能力
钨酸铋的禁带宽度在2.7eV左右，在可见光的条件下可以具有光催化性能。钨酸铋可见光吸收能力强、化学稳定性强、具有较强的氧化还原能力，具备较强的杀菌能力，且本身无毒，且钨酸铋在多种光催化剂条件下均有杀菌效果。钨酸铋对许多菌种具有非常强的杀菌效果，能够有效的对船舶，海洋平台等表面附着生物进行杀灭，是海洋生物不能够长期有效的附着在船舶等的表面。二氧化钛在紫外光的情况下有着非常好的光催化效果，可以补充钨酸铋紫外波段的杀菌能力，氧化锌本身具有强烈的杀菌效果。
2.钨酸铋、二氧化钛与氧化锌协同光吸收波段宽
钨酸铋的禁带宽度在2.7eV，对460nm左右的蓝光具有较好的吸收。事实上，钨酸铋的带吸收是一个较宽的吸收峰，可以从200nm到400nm均有较好的吸收。二氧化钛的禁带宽度在3.2eV，其光吸收曲线可以从3.2eV延伸到4.5eV，对276-388nm波段的紫外光有较强吸收。氧化锌的禁带宽度在3.3eV，不仅对376nm波段的紫外光有着较强的吸收，光吸收曲线可以从400nm延伸到300nm。三种纳米材料的协同作用，可以吸收400-200nm波段较强能量的光，光吸收的范围比较宽。
3.钨酸铋与氧化锌和氧化钛协同防污能力强
在一定条件下，涂料中的钨酸铋能够与氧化锌形成Z性光催化材料，这种材料能够有效的吸收可见光，在钨酸铋的导带中形成电子，价带中形成空穴，同时ZnO可以吸收紫外光，在导带中形成电子，价带中形成空穴。由于ZnO导带较低，钨酸铋导带中电子转移到ZnO的导带上。那么将发生以下反应：
Bi2WO6+hν→Bi2WO6([e–]–[h+])
Bi2WO6[e–]+ZnO→Bi2WO6+ZnO[e–]
同时，在钨酸铋和ZnO的导带上，氧气与导带的电子发生反应，形成·OH，O2 –，H2O2等自由基：
[O2]–+[e–]+2H+→H2O2
H2O2+[e–]→·OH+OH–
·OH，O2 –和H2O2自由基能够有效的杀灭浮游生物从而达到防污的目的。钨酸铋与氧化锌构成的光催化体系，对光的吸收波段，可以从400nm延伸到200nm，60min内能够有效降解污染物这一体系自然可能够有效杀灭浮游生物。
在一定条件下，涂料中的钨酸铋能够与二氧化钛形成Z性光催化材料，这种材料能够有效的吸收可见光，在钨酸铋的导带中形成电子，价带中形成空穴，同时ZnO可以吸收紫外光，在导带中形成电子，价带中形成空穴。此时Bi2WO6导带较低，二氧化钛导带中电子转移到ZnO的导带上，那么将发生以下反应：
Bi2WO6+hν→Bi2WO6([e–]–[h+])
Bi2WO6[e–]+ZnO→Bi2WO6+ZnO[e–]
同时，在二氧化钛的导带上，氧气与导带的电子发生反应，形成O–自由基：
O2+2[e–]→2[·O]–
在钨酸铋的价带上：
H2O+[h+]→·OH+H+
钨酸铋与氧化锌构成的光催化体系，对光的吸收波段，可以从400nm延伸到300nm，120min内能够降解98％的复杂分子四环素，这一体系自然能够有效杀灭浮游生物。
与ZnO/Bi2WO6构成的异质导带中的电子对杀灭浮游生物起到主导作用，而TiO2/Bi2WO6构成的异质节，价带中的空穴起主导作用。这可以充分综合二者的优势。目前ZnO/Bi2WO6构成的异质和TiO2/Bi2WO6构成的异质结主要应用于污染物降解，光催化产H2等方面，对于防污涂料中，防污剂方面的应用十分少见。
4.有机硅的涂料表面能低
一般来说涂料的表面能低于25mJ/m2，才能使污损物不容易附着在海洋设施的表面，有机硅涂料的主链为Si-O，结合能比较高，主链外的有机基团填充在Si-O键中，形成致密且外部疏水的结构，这样有机硅涂料具有较好的疏水性、较低的表面能、良好的热稳定性和化学稳定性，抗氧化性较好，耐紫外线能力强，具有持久的防污能力。有机硅涂料的微观粗糙度和玻璃化转变温度都比较低，可使降低海洋微生物附着。有机硅涂料生物相容性好，无毒，是绿色环保的材料。
5.荷叶效应进一步降低表面能
本发明的创新之处在于，大颗粒SiO2与纳米填料可以的相互作用，可以在涂层表面形成微小凸起，这种微小凸起可以起到类似荷叶的效应，有效降低材料本身的表面能。这样可以使涂料表面的接触角大于120°，这样一种绿色环保的海洋防污涂料表面能低，具有较强杀菌效果，海洋生物不易附着。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用的钨酸铋、二氧化钛、氧化锌等催化杀菌原料具有无毒、稳定、光利用率高，杀菌效果好等优点，广泛的应用于光催化和杀菌方面；有机硅树脂以Si-O-Si为主链，有机硅分子之间的作用力要比碳氢高分子化合物分子间的作用力弱得多；有机硅树脂表面张力小、表面能低适合制成疏水性强的低表面能涂料。
2.本发明涂料表面能低，与水接触角达到或超过120°，涂料抑菌效果好，防污效果好，本发明原料均可大规模购买，适合大规模自动化生产。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1
一种低表面能海洋防污涂料，以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋20份、二氧化钛8份、氧化锌10份、二氧化硅9份、分散剂1.5份、有机硅树脂48份、正丁醇28份、固化剂2.5份、液体石蜡1.5份、疏水助剂2份、消泡剂0.4份、流平剂0.15份。
所述钨酸铋为纳米级粉末，二氧化钛、氧化锌均为纳米级颗粒，粒径为100nm；二氧化硅的粒径为800目；所述分散剂型号为5040；固化剂为二乙烯三胺；所述疏水助剂为有机硅油；所述消泡剂型号为HS2151；所述流平剂型号为BNK-LK3033。
以上所述的低表面能海洋防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钨酸铋、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅分散在正丁醇的溶液中，得混合溶液；
(2)在混合溶液中加入分散剂，分散均匀；然后向溶液中加入液体石蜡和疏水助剂，搅拌均匀后加入有机硅树脂，混合均匀，再加入消泡剂和流平剂搅拌；
(3)最后向溶液中加入固化剂固化成膜。
实施例2
一种低表面能海洋防污涂料，以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋18份、二氧化钛10份、氧化锌6份、二氧化硅10份、分散剂1.6份、有机硅树脂47份、正丁醇30份、固化剂2份、液体石蜡1.5份、疏水助剂1份、消泡剂0.5份、流平剂0.16份。
所述钨酸铋为纳米级粉末，二氧化钛、氧化锌均为纳米级颗粒，粒径为10nm；二氧化硅的粒径为800目；所述分散剂型号为5040；固化剂为二乙烯三胺；所述疏水助剂为有机硅油；所述消泡剂型号为HS2151；所述流平剂型号为BNK-LK3033。
以上所述的低表面能海洋防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钨酸铋、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅分散在正丁醇的溶液中，得混合溶液；
(2)在混合溶液中加入分散剂，分散均匀；然后向溶液中加入液体石蜡和疏水助剂，搅拌均匀后加入有机硅树脂，混合均匀，再加入消泡剂和流平剂搅拌；
(3)最后向溶液中加入固化剂固化成膜。
实施例3
一种低表面能海洋防污涂料，以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋25份、二氧化钛6份、氧化锌10份、二氧化硅8份、分散剂2份、有机硅树脂50份、正丁醇22份、固化剂2.7份、液体石蜡2份、疏水助剂2份、消泡剂0.2份、流平剂0.2份。
所述钨酸铋为纳米级粉末，二氧化钛、氧化锌均为纳米级颗粒，粒径为50nm；二氧化硅的粒径为800目；所述分散剂型号为5040；固化剂为二乙烯三胺；所述疏水助剂为有机硅油；所述消泡剂型号为HS2151；所述流平剂型号为BNK-LK3033。
以上所述的低表面能海洋防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钨酸铋、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅分散在正丁醇的溶液中，得混合溶液；
(2)在混合溶液中加入分散剂，分散均匀；然后向溶液中加入液体石蜡和疏水助剂，搅拌均匀后加入有机硅树脂，混合均匀，再加入消泡剂和流平剂搅拌；
(3)最后向溶液中加入固化剂固化成膜。
实施例4
一种低表面能海洋防污涂料，以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋10份、二氧化钛7份、氧化锌15份、二氧化硅9份、分散剂1份、有机硅树脂45份、正丁醇26份、固化剂3份、液体石蜡1份、疏水助剂3份、消泡剂0.3份、流平剂0.1份。
所述钨酸铋为纳米级粉末，二氧化钛、氧化锌均为纳米级颗粒，粒径为100nm；二氧化硅的粒径为800目；所述分散剂型号为5040；固化剂为二乙烯三胺；所述疏水助剂为有机硅油；所述消泡剂型号为HS2151；所述流平剂型号为BNK-LK3033。
以上所述的低表面能海洋防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钨酸铋、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅分散在正丁醇的溶液中，得混合溶液；
(2)在混合溶液中加入分散剂，分散均匀；然后向溶液中加入液体石蜡和疏水助剂，搅拌均匀后加入有机硅树脂，混合均匀，再加入消泡剂和流平剂搅拌；
(3)最后向溶液中加入固化剂固化成膜。
试验案例
采用水滴方式对涂层接触角进行测量。将一定量实施例1-4的涂料，分别滴在大肠杆菌培养皿中，恒温37℃条件下36h培养小时后取出，用照相机拍照，划定抑菌环，并用游标卡尺测量其尺寸。引用标准：根据国家标准GB/T4789.37-2008Baird-Parker平板计数实现金黄色葡萄球菌检测计数，计算抑菌率，结果见下表所示。
实验结果
从上述实施例1-4的实验结果可知，本发明的洋防污涂料表面能低，与水接触角达到120°以上，抑菌率达到97％以上，抑菌效果好。这可能是由于：大颗粒SiO2与纳米填料可以的相互作用，可以在涂层表面形成微小凸起，这种微小凸起可以起到类似荷叶的效应，有效降低材料本身的表面能。同时有机硅也有一定的疏水能力，因此低表面能海洋防污涂料表面的接触角大于120°，具有良好的疏水性。
ZnO、TiO2和Bi2WO6在光照条件下，产生光生e–或h+，并进一步与H2O或O2反应氧化还原反应，生成具有强氧化性的·OH、·O2和H2O2等活性自由基。这些光生自由基可与细胞壁、细胞膜或胞内物质发生反应，导致细胞膜和细胞壁的破坏以及胞内功能分子的变性能够对海洋生物等进行良好的抑制作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种低表面能海洋防污涂料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋10-25份、二氧化钛6-10份、氧化锌6-15份、二氧化硅8-10份、分散剂1-2份、有机硅树脂45-50份、正丁醇22-30份、固化剂2-3份、液体石蜡1-2份、疏水助剂1-3份、消泡剂0.2-0.5份、流平剂0.1-0.2份。
2.根据权利要求1所述的低表面能海洋防污涂料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：钨酸铋20份、二氧化钛8份、氧化锌10份、二氧化硅9份、分散剂1.5份、有机硅树脂48份、正丁醇28份、固化剂2.5份、液体石蜡1.5份、疏水助剂2份、消泡剂0.4份、流平剂0.15份。
3.根据权利要求1所述的低表面能海洋防污涂料，其特征在于，所述钨酸铋为纳米级粉末，二氧化钛、氧化锌均为纳米级颗粒，粒径为1-100nm。
4.根据权利要求1所述的低表面能海洋防污涂料，其特征在于，所述分散剂型号为5040。
5.根据权利要求1所述的低表面能海洋防污涂料，其特征在于，所述固化剂为二乙烯三胺。
6.根据权利要求1所述的低表面能海洋防污涂料，其特征在于，所述疏水助剂为有机硅油。
7.根据权利要求1所述的低表面能海洋防污涂料，其特征在于，所述消泡剂型号为HS2151。
8.根据权利要求1所述的低表面能海洋防污涂料，其特征在于，所述流平剂型号为BNK-LK3033。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的低表面能海洋防污涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将钨酸铋、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅分散在正丁醇的溶液中，得混合溶液；
(2)在混合溶液中加入分散剂，分散均匀；然后向溶液中加入液体石蜡和疏水助剂，搅拌均匀后加入有机硅树脂，混合均匀，再加入消泡剂和流平剂搅拌；
(3)最后向溶液中加入固化剂固化成膜。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011029316A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Konica Minolta Holdings Inc | 反射防止層の製造方法及び反射防止層を用いた有機エレクトロニクス素子 |
| CN102618165A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-08-01 | 中国科学院金属研究所 | 纳米聚硅氧烷无毒低表面能船舶防污涂料及其制备方法 |
| CN104403448A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-11 | 中油新星纳米工程技术有限公司 | 一种纳米氧化亚铜复合纳米银的海洋防污涂料 |
| CN104607178A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-13 | 延安大学 | 一种钨酸铋-二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法 |
| CN106833308A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 天津理工大学 | 一种海洋防污涂料及其制备方法和应用 |
| CN108435194A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-24 | 湖南大学 | 铁酸铋/钨酸铋异质结光催化材料及其制备方法 |
| CN111793431A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-10-20 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种无毒海洋船舶防污涂料及其制备方法 |
| CN112973671A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-18 | 合肥工业大学 | 一种纳米钨酸铋/氧化锌异质结催化剂、制备方法及其应用 |
-
2022
- 2022-04-29 CN CN202210467985.3A patent/CN114891439A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011029316A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Konica Minolta Holdings Inc | 反射防止層の製造方法及び反射防止層を用いた有機エレクトロニクス素子 |
| CN102618165A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-08-01 | 中国科学院金属研究所 | 纳米聚硅氧烷无毒低表面能船舶防污涂料及其制备方法 |
| CN104403448A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-11 | 中油新星纳米工程技术有限公司 | 一种纳米氧化亚铜复合纳米银的海洋防污涂料 |
| CN104607178A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-13 | 延安大学 | 一种钨酸铋-二氧化钛异质结复合光催化材料的制备方法 |
| CN106833308A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 天津理工大学 | 一种海洋防污涂料及其制备方法和应用 |
| CN108435194A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-08-24 | 湖南大学 | 铁酸铋/钨酸铋异质结光催化材料及其制备方法 |
| CN111793431A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-10-20 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种无毒海洋船舶防污涂料及其制备方法 |
| CN112973671A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-18 | 合肥工业大学 | 一种纳米钨酸铋/氧化锌异质结催化剂、制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 李红章等: "钨酸铋光催化剂制备及改性的研究进展", 《安徽化工》 * |
| 耿忠兴等: "异质结体系复合光催化材料的研究进展", 《化工新型材料》 * |
| 蔡伟民等: "《环境光催化材料与光催化净化技术2011》", 31 January 2011 * |
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