一种基于固体废弃物资源的防污涂料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于固体废弃物资源的防污涂料、其制备方法及应用。所述的防污涂料包括作为基础组分的有机硅弹性体以及作为防污填料的含钛高炉渣粉末。本发明专利技术的防污涂料通过协同利用含钛高炉渣优异的光催化抗菌性能以及有机硅弹性体的低表面能，可以降低细菌和藻类在基体表面的贴附，阻碍基膜和生物膜的形成，从而达到协同防污的效果；再者，本发明专利技术的防污涂料及涂层的制备工艺、施工方法简单易操作，成本低廉，易于大规模制造生产，可以在海水中长期发挥其防污性能，应用前景广泛。

Antifouling paint based on solid waste resources, preparation method and application thereof

The invention discloses an antifouling paint based on solid waste resources, a preparation method and application thereof. The antifouling coating comprises an organic silicon elastomer as a basic component and a titanium bearing blast furnace slag powder as an antifouling filler. The antifouling coating of the invention can reduce the adhesion of bacteria and algae on the surface of the substrate, hinder the formation of the base film and biofilm by synergistic utilization of the excellent photocatalytic antibacterial property of the titanium-bearing blast furnace slag and the low surface energy of the organosilicon elastomer, thereby achieving the synergistic antifouling effect; moreover, the antifouling coating and the coating of the invention can be used as the antifouling The preparation process and construction method are simple and easy to operate, low cost, easy to large-scale production, can play its anti-fouling performance in the sea water for a long time, and has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种基于固体废弃物资源的防污涂料、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种防污涂料，具体涉及一种基于固体废弃物资源的新型防污涂料、其制备方法及应用，属于海洋防污

技术介绍
海洋生物污损是指浸入海水的基体表面会贴附一些海洋微生物(细菌，藻类，动物)，海洋生物无损给海洋生态环境造成潜在的威胁。海洋生物污损的形成包括基膜(细菌等)的形成、生物膜(藻类)的形成、原生动物的附着以及大型无损生物的黏附。基膜和生物膜是海洋污损形成的先决条件，因此有效抑制基膜和生物膜的形成便可有效的抑制海洋污损。有机硅化合物具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力，同时由于有机硅弹性体的主链十分柔顺，因而具备了低表面张力和低表面能的物理特性，这种特性可以使海洋生物难以在上面附着，即使附着也不牢固，附着界面非常弱，在水流或其他外力作用下很容易脱落或去除。因此有机硅化合物应用于环境友好、安全无毒的海洋防涂层的研究受到了广泛的关注。但是，现有的基于有机硅化合物的涂层对于藻类、细菌等海洋生物的防护能力仍有待进一步提升。另一方面，传统的防污涂料均为毒杀型防污涂料，但是这类防污涂料会对环境及生态平衡的破坏。因此，如何提供一种具有优异防污性能、可以对固体废弃物资源再利用的防污涂料，成为业界研发人员一直以来致力解决的方向。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基于固体废弃物资源的防污涂料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。本专利技术的另一目的在于提供所述基于固体废弃物资源的防污涂料的应用。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种基于固体废弃物资源的防污涂料，其包括作为基础组分的有机硅弹性体以及作为防污填料的含钛高炉渣粉末。作为优选实施方案之一，所述防污涂料中含钛高炉渣粉末的含量为5～20wt％。本专利技术实施例还提供了一种基于固体废弃物资源的防污涂料的制备方法，其包括：将作为基础组分的有机硅弹性体与作为防污填料的含钛高炉渣粉末充分混合，制得基于固体废弃物资源的防污涂料，所述防污涂料中含钛高炉渣粉末的含量为5～20wt％。本专利技术实施例还提供了由前述的基于固体废弃物资源的新型防污涂料形成的涂层。相应的，本专利技术实施例还提供了前述涂层的制备方法，其包括：提供前述的基于固体废弃物资源的防污涂料；以及，将所述防污涂料中的所有组分均匀混合，之后涂覆在基底表面，经固化后形成所述涂层。本专利技术实施例还提供了前述基于固体废弃物资源的防污涂料或涂层于表面防污处理领域中的用途。本专利技术实施例还提供了一种装置，包括基底，所述基底表面覆设有前述的涂层。与现有技术相比，本专利技术提供的固体废弃物资源的防污涂料通过将含钛高炉渣优异的光催化抗菌性能以及有机硅弹性体的低表面能等有机组合，可以同时降低细菌和藻类在基体表面的贴附，阻碍基膜和生物膜的形成，从而达到协同防污的效果；而且，本专利技术的防污涂料及涂层的制备工艺、施工方法简单易操作，成本低廉，可以实现对固体废弃物资源的有效利用，易于大规模制造生产，可以在海水中长期发挥其防污性能，应用前景广泛。具体实施方式鉴于现有技术中传统毒杀型防污涂料对环境及生态平衡的破坏，含钛高炉渣中钛资源极大浪费的现状和不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例的一个方面提供了一种基于固体废弃物资源的防污涂料，其包括作为基础组分的有机硅弹性体以及作为防污填料的含钛高炉渣粉末。作为优选实施方案之一，所述防污涂料中含钛高炉渣粉末的含量为5～20wt％。作为优选实施方案之一，本专利技术的新型防污涂料选用的是主链柔顺、具有低表面能的有机硅弹性体，如聚硅氧烷、聚硅氮烷树脂等，但不限于此。作为优选实施方案之一，所述含钛高炉渣粉末中钛的含量大于5wt％。进一步地，所述含钛高炉渣粉末的尺寸小于350目。进一步地，所述固体废弃物资源为钒钛磁铁矿经冶炼后得到的具有较高钛含量的高炉渣，亦即，所述含钛高炉渣粉末的来源包括由钒钛磁铁矿经冶炼后形成的含钛高炉渣。而含钛高炉渣经过高温煅烧、高能球磨等方法处理后可以得到具有良好光催化抗菌性能的钙钛矿型含钛高炉渣防污填料应用于海洋防污涂料中。进一步地，所述含钛高炉渣需先经过破碎、粗磨、磁选等预处理得到具有一定细度的含钛高炉渣粉末。进一步地，所述经预处理得到含钛高炉渣粉末经过高温煅烧、高能球磨等方法得到具有优异光催化抗菌性能的钙钛矿型含钛高炉渣防污填料。更进一步地，所述高温煅烧的温度为400～800℃，时间为2～5h，所述高能球磨的转速为100～1500rpm，时间为5～20h。本专利技术提供的固体废弃物资源的防污涂料通过将含钛高炉渣优异的光催化抗菌性能以及有机硅弹性体的低表面能等有机组合，可以同时降低细菌和藻类在基体表面的贴附，阻碍基膜和生物膜的形成，从而达到协同防污的效果。本专利技术实施例的另一个方面提供了一种基于固体废弃物资源的防污涂料的制备方法，其包括：将作为基础组分的有机硅弹性体与作为防污填料的含钛高炉渣粉末充分混合，制得基于固体废弃物资源的防污涂料，所述防污涂料中含钛高炉渣粉末的含量为5～20wt％。在一些具体实施方案中，所述制备方法可以包括：采用超声、高速搅拌和高能球磨中的任意一种方式将所述有机硅弹性体与所述含钛高炉渣粉末充分混合；其中，所述高速搅拌的速度为300～1200rpm，时间为10～24h；所述高能球磨的转速为100～1000rpm，时间为10～24h。进一步地，所述有机硅弹性体包括聚硅氧烷和/或聚硅氮烷树脂。本专利技术通过超声、高速搅拌或高能球磨等的方法掺杂到有机硅弹性体体系中得到具有优异防污性能的固体废弃物资源再利用型防污涂料。进一步地，所述制备方法可具体包括：对含钛高炉渣进行预处理后，再进行高温煅烧、高能球磨，制得所述含钛高炉渣粉末。进一步地，所述预处理包括依次进行的破碎、粗磨和磁选。进一步地，所述含钛高炉渣包括由钒钛磁铁矿经冶炼后形成的含钛高炉渣。作为优选实施方案之一，所述含钛高炉渣粉末中钛的含量大于5wt％。其中更进一步地，所述高温煅烧的温度为400～800℃，时间为2～5h，所述高能球磨的转速为100～1500rpm，时间为5～20h。进一步地，所述制备方法可包括：提供钒钛磁铁矿经冶炼后得到的含钛高炉渣，所述含钛高炉渣需先经过破碎、粗磨、磁选等预处理得到具有一定细度的含钛高炉渣粉末，所述经预处理得到含钛高炉渣粉末经过高温煅烧、高能球磨等方法得到具有优异光催化抗菌性能的钙钛矿型含钛高炉渣防污填料。本专利技术实施例的另一个方面还提供了由前述的基于固体废弃物资源的防污涂料形成的涂层。相应的，本专利技术实施例还提供了前述涂层的制备方法，其包括：提供前述的基于固体废弃物资源的防污涂料；以及，将所述防污涂料中的所有组分均匀混合，之后涂覆在基底表面，经固化后形成所述涂层。进一步地，所述基底的材质包括铁、铁合金、铝、铝合金、铜或者铜合金等，但不限于此。综上所述，本专利技术的防污涂料及涂层的制备工艺、施工方法简单易操作，成本低廉，易于大规模制造生产，可以在海水中长期发挥其防污性能，应用前景广泛。本专利技术实施例的另一个方面还提供了前述的基于固体废弃物资源的防污涂料或涂层于表面防污处理领域优选为海洋防污领域中的用途。本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于固体废弃物资源的防污涂料，其特征在于包括作为基础组分的有机硅弹性体以及作为防污填料的含钛高炉渣粉末。

【技术特征摘要】
1.一种基于固体废弃物资源的防污涂料，其特征在于包括作为基础组分的有机硅弹性体以及作为防污填料的含钛高炉渣粉末。2.根据权利要求1所述的基于固体废弃物资源的防污涂料，其特征在于：所述防污涂料中含钛高炉渣粉末的含量为5～20wt％；和/或，所述有机硅弹性体包括聚硅氧烷和/或聚硅氮烷树脂；和/或，所述含钛高炉渣粉末的尺寸小于350目；和/或，所述含钛高炉渣粉末中钛的含量大于5wt％；和/或，所述含钛高炉渣粉末的来源包括由钒钛磁铁矿经冶炼后形成的含钛高炉渣。3.根据权利要求1或2所述的基于固体废弃物资源的防污涂料，其特征在于：所述含钛高炉渣粉末是由含钛高炉渣经预处理后，再经高温煅烧、高能球磨制得的；优选的，所述预处理包括依次进行的破碎、粗磨和磁选；优选的，所述高温煅烧的温度为400～800℃，时间为2～5h，所述高能球磨的转速为100～1500rpm，时间为5～20h。4.一种基于固体废弃物资源的防污涂料的制备方法，其特征在于包括：将作为基础组分的有机硅弹性体与作为防污填料的含钛高炉渣粉末充分混合，制得基于固体废弃物资源的防污涂料，所述防污涂料中含钛高炉渣粉末的含量为5～20wt％。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于包括：采用超声、高速搅拌和高能球磨中的任意一种方式将所述有机硅弹性体与所述含钛高炉渣粉末充分混合；其中，所述高速搅拌的速度为300～1200rpm，时间为10～24h；所述高能球磨的转速为100～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志雄，田澍，蒲吉斌，王凯军，周开河，王彬栩，徐孝忠，方云辉，杨跃平，戚浩金，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，国网浙江省电力公司宁波供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33