專利名稱:一種納米復(fù)合海洋抗污涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種海洋金屬構(gòu)件防污涂料及其制備方法,更加具體地說,涉及納米復(fù)合海洋抗污涂料及其制備方法。
背景技術(shù):
生物污損是長(zhǎng)期困擾海洋船舶工業(yè)發(fā)展的重大問題;研究結(jié)果表明,海洋生物在船舶表面附著導(dǎo)致的海洋污損會(huì)增加船體表面的粗糙度、降低航速、增加燃油消耗量,并將為后期船體污染清潔造成大量資金及人力的消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì),生物污損會(huì)增加輪船40%的燃油消耗;此外,我國(guó)每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失至少達(dá)900億元人民幣,海洋腐蝕占到30%以上,其中與海洋微生物附著有關(guān)的材料腐蝕破壞占海洋材料腐蝕總量的30%左右。如果能解決或減輕船體污染問題,必將帶來極大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。根據(jù)人類數(shù)百年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),涂敷涂料是簡(jiǎn)便而高效的防污策略。因此,開發(fā)優(yōu)異的抗污涂料是海洋防護(hù)工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。防污涂料,通常稱為船底防污漆或簡(jiǎn)稱防污漆,是防止海洋附著生物污損、保持船底光潔、光滑的一種專用涂料(劉登良,涂料工藝,北京化學(xué)工業(yè)出版社,2010:1166 )。海洋防污涂料,先后經(jīng)歷了含毒料型和無毒型兩個(gè)發(fā)展階段,極大地推動(dòng)了海洋運(yùn)輸、海水養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。傳統(tǒng)的防污涂料,常采用氧化亞銅、有機(jī)錫、有機(jī)鋁、有機(jī)砷、有機(jī)錫等為毒料,如英國(guó)International Paint公司在歐洲專利EP0051930中公開的防污涂料為丙烯酸類聚合物、氧化亞銅、有機(jī)錫的組合物。氧化亞銅為最早防污顏料之一,其本身為紅色,由于該顏色限制了氧化亞銅的使用范圍,所以,也有一些研究人員便用白色的硫氰酸亞銅來代替。但是氧化亞銅具有極強(qiáng)的毒性,對(duì)海洋環(huán)境和人類生存有不利影響,所以它也逐漸地退出了歷史舞臺(tái)。有機(jī)錫防污涂料中,最為典型的有機(jī)錫化合物是三丁基錫(TBT)。從20世紀(jì)60年代開始作為船舶防污涂料中的殺蟲劑以來,為航運(yùn)業(yè)帶來了巨大的利潤(rùn)。但TBT是一種毒性很強(qiáng)的物質(zhì),它在驅(qū)除或殺死如管蟲、藤壺、貽貝和藻類等污著生物的同時(shí),也對(duì)非目標(biāo)生物構(gòu)成威脅。TBT能使海洋生物致死或致畸,破壞生態(tài)平衡,使養(yǎng)殖和捕撈業(yè)減產(chǎn),還能在經(jīng)濟(jì)魚類和貝類體內(nèi)蓄積,間接地對(duì)人類健康產(chǎn)生危害,國(guó)際社會(huì)從2003年就禁止使用含TBT 的涂料(L. D. Chambers, K. R. Stokes, F. C. Walsh, et al. Modernapproaches to marineantifouling coatings, Surf.Coat. Technol. ,2006, 201 :3642_3652)。為了控制毒料的滲出率、降低輪船表面的阻力,人們開發(fā)出了自拋光型防污涂料。這種防污涂料的工作機(jī)理是當(dāng)涂料浸于海水時(shí),發(fā)生水解反應(yīng)、釋放出毒料溶于海水之中,在水流的作用下涂料膜水解反應(yīng)不斷繼續(xù)、露出新的表面,因此,毒料滲出率非常平穩(wěn)。由于涂膜凹進(jìn)去部位水流作用小而水解速度慢,從而導(dǎo)致涂膜日趨光滑。但是該類型涂料中含有高毒性的重金屬離子或者低毒性但抗污范圍較小的金屬離子(CaoS, Wang J D, ChenH S,et al. Progress of marine biofouling and antifouling technologies,ChineseSci Bull. ,2011, 56:598-612),其應(yīng)用也大大受限。
含重金屬氧化物或離子的涂料,雖有較高的抗污率,但是對(duì)環(huán)境也產(chǎn)生了巨大的破壞。因此,人們相繼開發(fā)出全新無毒的低表面能防污涂料。該涂料是利用材料的低表面能,使海洋生物難以在上面附著,即使附著也不牢固,在水流或其它外力作用下容易地脫落掉。目前,對(duì)此類涂料的研究主要集中在兩個(gè)領(lǐng)域一種是有機(jī)硅防污涂料,另一種是有機(jī)氟防污涂料。有機(jī)硅防污涂料在世界范圍內(nèi)已被申請(qǐng)了很多專利,如通用電氣公司申請(qǐng)的有關(guān)固化性有機(jī)硅涂料專利。有機(jī)硅化合物具有疏水性,其表面張力很低,結(jié)構(gòu)極其穩(wěn)定,即使在水中長(zhǎng)期浸泡,結(jié)構(gòu)變化也很小,可防止海洋生物附著,有很好的防污效果。氟聚合物的生產(chǎn)和消費(fèi)主要集中在美國(guó)、日本和西歐國(guó)家,如美國(guó)專利US4410363中公開的氟樹月旨、日本專利特開2003-261628中公開的自拋光型有機(jī)氟丙烯酸類聚合物。該類涂料的缺點(diǎn)是成本高,不易施工,涂膜過軟,易被破壞。海洋中有許多生物具有天生的抗污能力,有學(xué)者研究此類生物的抗污本領(lǐng),開發(fā)出了仿生抗污涂料。該涂料模仿天然環(huán)境中的生物體,從表面材料、表面微觀結(jié)構(gòu)出發(fā),模仿生物體的表皮狀態(tài),以達(dá)到防污目的。瑞典研制出的一種船用防污涂料,由環(huán)氧樹脂層和纖維層兩部分組成,在環(huán)氧樹脂上涂覆一層充有靜電的極短的密集纖維,船體就像海豚皮膚的帶有微細(xì)絨毛的不穩(wěn)定表面一樣,防止海洋生物附著并增強(qiáng)船體的抗腐蝕能力。這種船用涂料完全不含有毒物質(zhì),因而不會(huì)毒害海洋生物,也不會(huì)污染海水。船體涂上這種涂 料,可保持較高的航速,同時(shí),這種涂料的使用壽命也比一般涂料長(zhǎng)達(dá)3 5年。美國(guó)華盛頓大學(xué)的化學(xué)家也模擬了海豚皮的顯微結(jié)構(gòu)和機(jī)理,研制成了一種新型防污涂料。該涂料由兩種互不相溶的聚合物混合,一種是高度分支的含氟聚合物,另一種是線性聚氯乙烯。這兩種聚合物通過交聯(lián)而固化,生成一種特殊涂料。從納米角度看,該涂料涂層具有粗糙的表面,模擬出海豚的表皮,防止了海洋生物附著(曹廷,船舶防污涂料的最新概況,華夏星火,2005,6 :60-62)。仿生涂料的研究雖然取得了一定的進(jìn)展,但它的制備工藝復(fù)雜,技術(shù)要求很高,所以其產(chǎn)業(yè)化還需一段時(shí)間。海水電解導(dǎo)電防污涂料,是日本三菱重工株式會(huì)社于20世紀(jì)90年代開發(fā)的新型防污涂料。其工作原理是在船殼上涂布絕緣層后,以導(dǎo)電涂層為陽極、以船殼其它與海水接觸部分為陰極。當(dāng)有微弱電流通過漆膜表面時(shí),會(huì)使附近的海水發(fā)生電解,產(chǎn)生次氯酸根離子,覆蓋在船殼表面,形成保護(hù)膜,這樣就可以有效防止微生物、藻類、貝類等海洋生物的附著。由于所產(chǎn)生的氯酸根離子在海水中的濃度比自來水中的濃度還低,所以不會(huì)污染環(huán)境。但此類涂料的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生許多次氯酸根離子,將使基體金屬的腐蝕加劇。有研究人員發(fā)現(xiàn),適宜海洋生物生存繁殖的海水pH值為7. 5^8. 0,在酸性更強(qiáng)或堿性更強(qiáng)的環(huán)境中,海洋生物將難以生存。人們發(fā)現(xiàn)新澆注的混凝土結(jié)構(gòu)水下部分在長(zhǎng)達(dá)I年的時(shí)間內(nèi)都沒有生物附著。因此把堿性硅酸鹽作為無毒防污劑添加到涂料中,通過增大涂層周圍海水堿度的方法來防止海生物附著(王華進(jìn),王賢明,管朝祥,劉登新,金鋼,硅酸鹽復(fù)合防污涂料,CN1248599)。但此種涂料的有效防污期不長(zhǎng),理化性能差,與實(shí)際應(yīng)用尚有一段距離(王華進(jìn),王賢明,管朝祥等,海洋防污涂料的發(fā)展,涂料工業(yè),2000,3:35-38)。微生物粘附于金屬表面通常是通過自身的分泌物來作為媒介,而這些物質(zhì)常是生物活性物質(zhì),它們?cè)诿傅鞍椎淖饔孟鲁?huì)產(chǎn)生降解,因此有研究人員將蛋白酶作為添加劑來賦予涂料抗菌性能。因?yàn)槊傅幕钚允墉h(huán)境影響,如溫度、PH值等,所以在不同的環(huán)境下它的抗污效率不同。此外,酶催化具有很強(qiáng)的專一'丨生,抗菌范圍將會(huì)受限(James A. Callow, MaureenE.Callow. Trends in the development of environmentallyfriendly fouling—resistantmarine coatings, Nat. Commun.,2011,2:244)??v觀當(dāng)今抗污涂料發(fā)展現(xiàn)狀,雖然抗污技術(shù)呈現(xiàn)多元化的趨勢(shì),但是從現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的情況來看,目前主要是含毒填料和低表面能涂料在世界市場(chǎng)處于主體地位。而這兩類涂料存在著高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和高成本的缺點(diǎn),因此,研發(fā)價(jià)格低廉、環(huán)境效應(yīng)良好的新型抗污復(fù)合涂料至關(guān)重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,針對(duì)當(dāng)前抗污涂料的實(shí)際困境,將納米ZnO與環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)合,把兩者的優(yōu)良特性有機(jī)地結(jié)合在一起,以此開發(fā)出兼具防腐性和抗污性能的新型抗污涂料。
本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)納米復(fù)合海洋抗污涂料及其制備方法,將具有抗菌功能的納米ZnO作為填料通過表面改性填加環(huán)氧樹脂中,從而制備出具有抗菌、耐蝕性能的納米復(fù)合抗污涂料。具體按照下述步驟進(jìn)行步驟I,納米ZnO的改性納米物質(zhì)具有很高的比表面能,所以常會(huì)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象,形成較大的物質(zhì)聚集體,這將嚴(yán)重地影響納米物質(zhì)性能的發(fā)揮,因此,需要對(duì)納米ZnO進(jìn)行表面改性,降低團(tuán)聚發(fā)生。本專利采用化學(xué)法改性,方案如下mHW201:mnano_Zn0= (3 6) : (0. 02 0. 05) : 1,即異丙醇、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯和納米氧化鋅的質(zhì)量比其中,HW201為異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯,納米ZnO粒徑約為20nm,異丙醇的純度為99. 9%。將以上質(zhì)量比的物質(zhì)按照異丙醇、HW201的順序先后放于燒杯中,攪拌均勻后,力口入相應(yīng)的納米ZnO,然后在室溫20-25攝氏度下用磁力攪拌器高速200-400轉(zhuǎn)/min攪拌I小時(shí),再抽濾、80°C下烘干、研磨。步驟2,稱量和配制稀釋劑通常環(huán)氧樹脂的粘度較高,不利于樹脂的涂敷,因此需要添加稀釋劑作為輔助試劑來降低其粘度。本專利的配制方案如下mE_44 :m651:m二甲苯:m正丁醇=20: (8 12) : (2 5) : (5 9),即 E_44、651、二甲苯和正丁醇的質(zhì)量比其中,E-44為雙酚A型環(huán)氧樹脂,其平均環(huán)氧值為0. 44 ;651固化劑屬于低分子量聚酰胺固化劑,其胺值為38(Γ420 ;二甲苯和正丁醇均為分析純。按照以上比例和擬配制的涂料總量稱取Ε_44、651固化劑、二甲苯和正丁醇;并將稱好的二甲苯和正丁醇溶液混合,配制成稀釋劑。步驟3,制備納米ZnO衆(zhòng)料將步驟I改性后的納米ΖηΟ,按照成膜物(環(huán)氧樹脂和固化劑的總質(zhì)量)的Ρ/Γ6%的比例添加到步驟2配置好的二甲苯和正丁醇混合稀釋劑中,以此作為漿料。步驟4,添加環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)復(fù)合
將步驟3制備的納米ZnO漿料添加到步驟2稱量好的E_44中,攪拌均勻,然后再添加固化劑651,攪拌均勻,靜置熟化3(Γ40分鐘后,即可進(jìn)行涂覆。所用材料分別是Ε-44雙酚A型環(huán)氧樹脂(鳳凰牌環(huán)氧樹脂,南通星辰合成材料有限公司),651聚酰胺固化劑(藍(lán)星化工無錫精細(xì)化工研究所),納米ZnO粒徑約為20nm(北京納辰納米公司),二甲苯、正丁醇和異丙醇都是分析純等級(jí)(天津科威化學(xué)試劑公司),鈦酸酯偶聯(lián)劑HW-201 (杭州沸點(diǎn)化工有限公司)。利用測(cè)試儀器型號(hào)Bruker TENSOR 27紅外光譜儀進(jìn)行產(chǎn)品的紅外譜線分析,如附圖I所示,結(jié)果分析從譜圖中可以發(fā)現(xiàn),改性后的ZnO出現(xiàn)了鈦酸酯偶聯(lián)劑的2959CHT1、2930CHT1和2866CHT1特征峰,這些 特征峰是-CH3, -CH2-, -CH-的對(duì)稱伸縮振動(dòng)特征吸收峰;此外,偶聯(lián)劑的1461cm_1U380cm_1特征峰也出現(xiàn)在改性后的ZnO中;在1008cm_1出現(xiàn)了P-O-Ti吸收峰,這正是鈦酸酯偶聯(lián)劑的特征吸收峰,原峰位于1029CHT1處。以上說明納米ZnO改性成功。納米ZnO的研究興起于20世紀(jì)90年代,人們對(duì)它的性能研究比較全面,其具有紫外線吸收能力、壓電性、熒光性和抗菌性等優(yōu)良特性,此外,它對(duì)人類無害,對(duì)海洋環(huán)境無破壞。環(huán)氧樹脂作為海洋重防腐涂料的基體已有多年歷史,其優(yōu)異的性能已得到業(yè)界充分肯定。因此,本發(fā)明技術(shù)方案將納米ZnO添加到環(huán)氧樹脂中來作為海洋防污涂料,將會(huì)充分結(jié)合兩種材料的優(yōu)良特性,使涂料兼具防污和防腐兩大特性。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于納米復(fù)合抗污涂料不僅具有較高的耐蝕性能,而且具有很好的抗軍菌能力。具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下(I)防腐性能測(cè)試采用刮涂法分別將環(huán)氧樹脂、含未改性ZnO環(huán)氧樹脂和含改性ZnO環(huán)氧樹脂涂覆于Q235鋼片上,涂層膜厚約為300微米,室溫下固化3天,然后分別將它們浸泡于3. 5%NaCl溶液中,在48h、65h、90h后利用Verstat 4電化學(xué)工作站測(cè)定各涂層的電化學(xué)阻抗值。腐蝕48h后,環(huán)氧樹脂膜的阻抗為22.4kΩ ;含未改性ZnO環(huán)氧樹脂膜為19. 4kΩ ;含改性ZnO環(huán)氧樹脂膜為114. 9ΜΩ ;65h后,分別為IlOkQ、23. 3kΩ和8.6ΜΩ ;90h后,分別為32kQ、26.8kQ和701kQ。顯然,含改性ZnO環(huán)氧樹脂的阻抗譜值一直是最高,說明其具有最好的抗腐蝕性能。(2)抗菌性能測(cè)試在3個(gè)容量為IOOmL的三角瓶里裝好20mL培養(yǎng)基,然后將大腸桿菌或金黃色葡萄球菌、及改性/未改性的ZnO粉體加入其中。在37°C、200rpm/min震蕩條件下培養(yǎng)24h,進(jìn)而用蛋白核酸分析測(cè)定儀測(cè)定菌液的吸光度值0D600,進(jìn)而以不含粉體材料培養(yǎng)基的吸光值和含粉體材料的吸光值來計(jì)算材料的抑菌率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,未改性ZnO粉體對(duì)大腸桿菌或金黃色葡萄球菌的抗菌率分別為61. 61%、86. 46%,而改性ZnO粉體對(duì)大腸桿菌或金黃色葡萄球菌的抗菌率分別為86. 46%和90. 12%,顯然,改性ZnO的抗菌性能優(yōu)于未改性ZnO粉體。
圖I本發(fā)明納米復(fù)合海洋抗污涂料的紅外譜圖(Bruker TENSOR 27紅外光譜儀),a為異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯偶聯(lián)劑,b為納米ZnO,c為改性納米ZnO
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。所用材料分別為E-44雙酚A型環(huán)氧樹脂(鳳凰牌環(huán)氧樹脂,南通星辰合成材料有限公司),651聚酰胺固化劑(藍(lán)星化工無錫精細(xì)化工研究所),納米ZnO粒徑約為20nm (北京納辰納米公司),二甲苯、正丁醇和異丙醇都是分析純等級(jí)(天津科威化學(xué)試劑公司),鈦酸酯偶聯(lián)劑HW-201 (杭州沸點(diǎn)化工有限公司)。實(shí)施方案一步驟I,納米ZnO的改性異丙醇、HW201和納米ZnO使用比例為6:0. 04:1,將以上質(zhì)量比的物質(zhì)按照異丙醇、HW201的順序先后放于燒杯中,攪拌均勻后,加入相應(yīng)的納米ZnO,然后在室溫下用磁力攪拌器高速攪拌I小時(shí),再抽濾、80°C下烘干、研磨。步驟2,稱量和配制稀釋劑配制方案如:mE_44:m651:m二甲苯:m正丁醇=20:10 :3:7按照以上比例和擬配制的涂料總量稱取E_44、651固化劑、二甲苯和正丁醇;并將稱好的二甲苯和正丁醇溶液混合,配制成稀釋劑。步驟3,制備納米ZnO衆(zhòng)料將改性后的納米ZnO,按照成膜物(環(huán)氧樹脂和固化劑的總質(zhì)量)的3%的比例添加到配置好的二甲苯和正丁醇混合稀釋劑中,以此作為漿料。步驟4,添加環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)復(fù)合將制備的納米ZnO漿料添加到稱量好的E-44中,攪拌均勻,然后再添加固化劑651,攪拌均勻,靜置熟化30分鐘后進(jìn)行涂覆。實(shí)驗(yàn)方案二步驟I,納米ZnO的改性異丙醇、HW201和納米ZnO使用比例為5:0. 03:1,將以上質(zhì)量比的物質(zhì)按照異丙醇、HW201的順序先后放于燒杯中,攪拌均勻后,加入相應(yīng)的納米ZnO,然后在室溫下用磁力攪拌器高速攪拌I小時(shí),再抽濾、80°C下烘干、研磨。步驟2,稱量和配制稀釋劑配制方案如:mE_44:m651:m二甲苯:m正丁醇=20:12 :7:3按照以上比例和擬配制的涂料總量稱取E_44、651固化劑、二甲苯和正丁醇;并將稱好的二甲苯和正丁醇溶液混合,配制成稀釋劑。步驟3,制備納米ZnO衆(zhòng)料將改性后的納米ZnO,按照成膜物(環(huán)氧樹脂和固化劑的總質(zhì)量)的4%的比例添加到配置好的二甲苯和正丁醇混合稀釋劑中,以此作為漿料。步驟4,添加環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)復(fù)合將制備的納米ZnO漿料添加到稱量好的E-44中,攪拌均勻,然后再添加固化劑651,攪拌均勻,靜置熟化30分鐘后進(jìn)行涂覆。實(shí)驗(yàn)方案三步驟I,納米ZnO的改性異丙醇、HW201和納米ZnO使用比例為4:0. 05:1,將以上質(zhì)量比的物質(zhì)按照異丙醇、HW201的順序先后放于燒杯中,攪拌均勻后,加入相應(yīng)的納米ZnO,然后在室溫下用磁力攪拌器高速攪拌I小時(shí),再抽濾、80°C下烘干、研磨。
步驟2,稱量和配制稀釋劑配制方案如mE_44:m651:m:¥苯m正丁醇=18:12 :4:7按照以上比例和擬配制的涂料總量稱取E_44、651固化劑、二甲苯和正丁醇;并將稱好的二甲苯和正丁醇溶液混合,配制成稀釋劑。步驟3,制備納米ZnO衆(zhòng)料將改性后的納米ZnO,按照成膜物(環(huán)氧樹脂和固化劑的總質(zhì)量)的5%的比例添加到配置好的二甲苯和正丁醇混合稀釋劑中,以此作為漿料。步驟4,添加環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)復(fù)合將制備的納米ZnO漿料添加到稱量好的E-44中,攪拌均勻,然后再添加固化劑 651,攪拌均勻,靜置熟化40分鐘后進(jìn)行涂覆。實(shí)驗(yàn)方案四步驟I,納米ZnO的改性異丙醇、HW201和納米ZnO使用比例為3:0. 04:1,將以上質(zhì)量比的物質(zhì)按照異丙醇、HW201的順序先后放于燒杯中,攪拌均勻后,加入相應(yīng)的納米ZnO,然后在室溫下用磁力攪拌器高速攪拌I小時(shí),再抽濾、80°C下烘干、研磨。步驟2,稱量和配制稀釋劑配制方案如:mE_44:m651:m二甲苯:m正丁醇=20:12 :4:7按照以上比例和擬配制的涂料總量稱取E_44、651固化劑、二甲苯和正丁醇;并將稱好的二甲苯和正丁醇溶液混合,配制成稀釋劑。步驟3,制備納米ZnO衆(zhòng)料將改性后的納米ZnO,按照成膜物(環(huán)氧樹脂和固化劑的總質(zhì)量)的4%的比例添加到配置好的二甲苯和正丁醇混合稀釋劑中,以此作為漿料。步驟4,添加環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)復(fù)合將制備的納米ZnO漿料添加到稱量好的E-44中,攪拌均勻,然后再添加固化劑651,攪拌均勻,靜置熟化40分鐘后進(jìn)行涂覆。以上對(duì)本發(fā)明做了示例性的描述,應(yīng)該說明的是,在不脫離本發(fā)明的核心的情況下,任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種納米復(fù)合海洋抗污涂料,其特征在于,將具有抗菌功能的納米ZnO作為填料通過表面改性填加環(huán)氧樹脂中,具體按照下述步驟進(jìn)行制備 步驟I,納米ZnO的改性 按照異丙醇、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯和納米氧化鋅的質(zhì)量比(3 6) (O. 02 O. 05) 1,稱取相應(yīng)物質(zhì),然后將異丙醇、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯順序先后放于燒杯中,攪拌均勻后,加入納米ZnO,然后在室溫20-25攝氏度下攪拌I小時(shí),再抽濾、80°C下烘干、研磨步驟2,稱量和配制稀釋劑 按照環(huán)氧樹脂、聚酰胺固化劑、二甲苯和正丁醇的質(zhì)量比20 : (8 12) (2 5) (5 9),稱取相應(yīng)物質(zhì),并將二甲苯和正丁醇溶液混合,配制成稀釋劑 步驟3,制備納米ZnO衆(zhòng)料 將步驟I改性后的納米ZnO加入到步驟2配置好的二甲苯和正丁醇混合稀釋劑中,以此作為漿料,納米ZnO的加入量為環(huán)氧樹脂和聚酰胺固化劑總質(zhì)量的1% 6% 步驟4,添加環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)復(fù)合 將步驟3制備的納米ZnO漿料添加到步驟2稱量好的環(huán)氧樹脂中,攪拌均勻,然后再添加聚酰胺固化劑,攪拌均勻,靜置熟化30 40分鐘后,即可得到納米復(fù)合海洋抗污涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米復(fù)合海洋抗污涂料,其特征在于,所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂,其平均環(huán)氧值為O. 44 ;所述聚酰胺固化劑為低分子量聚酰胺固化劑,其胺值為380 420。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米復(fù)合海洋抗污涂料,其特征在于,所述二甲苯和正丁醇均為分析純,異丙醇的純度為99. 9%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米復(fù)合海洋抗污涂料,其特征在于,所述納米ZnO粒徑為 20nm。
5.一種納米復(fù)合海洋抗污涂料的制備方法,其特征在于,將具有抗菌功能的納米ZnO作為填料通過表面改性填加環(huán)氧樹脂中,具體按照下述步驟進(jìn)行制備 步驟I,納米ZnO的改性 按照異丙醇、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯和納米氧化鋅的質(zhì)量比(3 6) (O. 02 O. 05) 1,稱取相應(yīng)物質(zhì),然后將異丙醇、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯順序先后放于燒杯中,攪拌均勻后,加入納米ZnO,然后在室溫20-25攝氏度下攪拌I小時(shí),再抽濾、80°C下烘干、研磨 步驟2,稱量和配制稀釋劑 按照環(huán)氧樹脂、聚酰胺固化劑、二甲苯和正丁醇的質(zhì)量比20 (8 12) (2 5) (5 9),稱取相應(yīng)物質(zhì),并將二甲苯和正丁醇溶液混合,配制成稀釋劑步驟3,制備納米ZnO衆(zhòng)料 將步驟I改性后的納米ZnO加入到步驟2配置好的二甲苯和正丁醇混合稀釋劑中,以此作為漿料,納米ZnO的加入量為環(huán)氧樹脂和聚酰胺固化劑總質(zhì)量的1% 6% 步驟4,添加環(huán)氧樹脂實(shí)現(xiàn)復(fù)合 將步驟3制備的納米ZnO漿料添加到步驟2稱量好的環(huán)氧樹脂中,攪拌均勻,然后再添加聚酰胺固化劑,攪拌均勻,靜置熟化30 40分鐘后,即可得到納米復(fù)合海洋抗污涂料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米復(fù)合海洋抗污涂料的制備方法,其特征在于,所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂,其平均環(huán)氧值為O. 44 ;所述聚酰胺固化劑為低分子量聚酰胺固化劑,其胺值為380 420。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米復(fù)合海洋抗污涂料的制備方法,其特征在于,所述
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米復(fù)合海洋抗污涂料的制備方法,其特征在于,所述納米ZnO粒徑為20nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米復(fù)合海洋抗污涂料及其制備方法,將具有抗菌功能的納米ZnO作為填料通過表面改性填加環(huán)氧樹脂中,從而制備出具有抗菌、耐蝕性能的納米復(fù)合抗污涂料。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,針對(duì)當(dāng)前抗污涂料的實(shí)際困境,將納米ZnO與環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)合,把兩者的優(yōu)良特性有機(jī)地結(jié)合在一起,以此開發(fā)出兼具防腐性和抗污性能的新型抗污涂料。
文檔編號(hào)C09D5/16GK102977744SQ201210544799
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者宋杰, 岳鑫, 張盼, 王吉會(huì), 孫薏萌 申請(qǐng)人:天津大學(xué)