一种凝胶包覆氧化亚铜的制备及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种凝胶包覆氧化亚铜的制备及其应用，凝胶包覆氧化亚铜的制备步骤如下：制备凝胶包覆的纳米氧化铜：取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜、在常温下搅拌，水浴或油浴搅拌，得混合物A，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜在常温下搅拌，得混合物B，合并混合物A和B，水浴或油浴搅拌，得凝胶包覆的纳米氧化铜；制备凝胶包覆的纳米氧化亚铜：凝胶包覆的纳米氧化铜与去离子水常温下搅拌，加入还原剂、水溶液升温并搅拌，得凝胶包覆的纳米氧化亚铜。凝胶包覆氧化亚铜在海洋防污涂料中使用，本发明专利技术通过高分子包覆减少了氧化亚铜分子与空气中的氧直接接触的面积，减少被氧化的机率，从而增强其化学稳定性。

Preparation and application of gel coated cuprous oxide

The present invention provides a gel coating preparation and application of cuprous oxide, cuprous oxide coated gel preparation steps are as follows: preparation of nanometer copper oxide gel coating: raw material, initiator, aqueous solution, nano copper oxide, stirring at room temperature, water bath or oil bath stirring, mixture A, raw materials, lead agent, aqueous solution, nano copper oxide stirring at room temperature to obtain a mixture B, with a mixture of A and B, water bath or oil bath stirring, nano copper oxide gel coating; preparation of nano cuprous oxide coated gel: gel coated nano copper oxide and deionized water at room temperature, stirring, adding water reducing agent the solution temperature and stirring, gel coated nano cuprous oxide. Gel coated cuprous oxide for use in marine antifouling coatings, the polymer coating reduces the cuprous oxide molecules with oxygen in the air contact area, reduce oxidation probability, so as to enhance its chemical stability.

【技术实现步骤摘要】
一种凝胶包覆氧化亚铜的制备及其应用
本专利技术涉及一种凝胶包覆氧化亚铜，特别是涉及一种凝胶包覆氧化亚铜的制备及其在海洋涂料中的应用。
技术介绍
氧化亚铜是一种重要的无机化工原料,在涂料、玻璃、陶瓷、塑料、农业以及工业催化等领域都有着广泛的用途。纳米氧化亚铜因颗粒尺度而具有优异的性能，如在众多的半导体光催化剂材料中,纳米氧化亚铜可以充分利用太阳光,无需紫外光,能耗低、效率高、节约成本。经广泛检索未发现凝胶包覆氧化亚铜的制备及其在海洋涂料中的应用的报道。在农业领域，挪威铜大师（通用名称为氧化亚铜(cuprousoxide)制剂，其86.2%铜大师可湿性粉剂(登记证号：PD20110520)高电型、86.2%氧化亚铜水分散颗粒剂（登记证号：PD2011O480））是当今世界农用含铜杀菌剂中的精品，它的主要成份为纳米氧化亚铜。在海洋防污涂料领域，使用纳米氧化亚铜为防污剂可给防污涂料的防生物污损性能带来长足的进步。但是，纳米颗粒尺寸也给纳米氧化亚铜带来了化学不稳定性，从而影响了纳米氧化亚铜的使用期效。现有技术如中国专利技术授权公告号CN103406153B该专利技术公开了一种纤维素基大孔凝胶复合氧化亚铜可见光催化剂的制备方法。将纤维素溶解于氢氧化钠和尿素的混合溶液中，获得透明纤维素溶液后常温下加入过硫酸铵引发，再依次加入交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸及丙烯酰胺单体，低温聚合，经水洗、挤出造粒后，冷冻干燥，得到纤维素基大孔凝胶；浸入含铜水溶液中直至吸附平衡，加入氢氧化钠水溶液后，再加入葡萄糖溶液，再水浴反应后，过滤取出固体，经水洗涤后冷冻干燥，得到纤维素基大孔凝胶复合氧化亚铜可见光催化剂。该专利技术方法简单、性能稳定，对染料等有机污染物的去除效率高、可重复使用，可用于造纸、印染、印花等领域含有机污染物废水的处理，但该专利技术中的纤维素基大孔凝胶复合氧化亚铜可见光催化剂不太适合在海洋涂料中使用。
技术实现思路
本专利技术的针对上述技术问题提供一种凝胶包覆氧化亚铜的制备及其在海洋涂料中的应用，凝胶包覆氧化亚铜的制作步骤简单，纳米级颗粒增加了氧化亚铜的抗菌性、化学稳定性，海洋涂料通过添加凝胶包覆氧化亚铜可提高涂料的稳定性和防污性能。本专利技术针对上述技术问题所采取的方案为：一种凝胶包覆氧化亚铜的制备，步骤如下：1）制备凝胶包覆的氧化铜：按重量份计，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜、在常温下搅拌，水浴或油浴搅拌，得混合物A，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜在常温下搅拌，得混合物B，合并混合物A和B，水浴或油浴搅拌，得凝胶包覆的氧化铜；2）制备凝胶包覆的氧化亚铜：按重量份取，凝胶包覆的氧化铜与去离子水常温下搅拌，加入还原剂、水溶液升温并搅拌，得凝胶包覆的氧化亚铜。先制备凝胶包覆的氧化铜，然后用还原剂将凝胶包覆的氧化铜还原成凝胶包覆的氧化亚铜，通过本专利技术制备的氧化亚铜的化学稳定性和抗菌性优异。作为优选，步骤1中的原料为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸乙酯中的一种或几种，通过上述原料再配合引发剂、水溶液获得凝胶状态下的氧化铜，增强氧化铜的化学稳定性。作为优选，步骤1中的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮双脒基丙烷二盐酸盐中一种或几种组合，本引发剂受热能分解成自由基可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。作为优选，步骤1中的水溶剂是由去离子水、氢氧化钠、Span-80、蒸馏水、石油醚、120号溶剂油、200号溶剂油中的一种或几种组合，配合引发剂、原料获得凝胶状态下的氧化亚铜和氧化铜，增强氧化亚铜的化学稳定性。作为优选，步骤1中凝胶包覆的氧化铜的凝胶由原料、水溶剂、引发剂聚合而成，原料、水溶剂、引发剂的质量比为1：100：5~10，通过凝胶包覆氧化亚铜，可增强氧化亚铜的化学稳定性和抗菌性。作为优选，步骤1中的氧化铜为粒径不大于200nm的氧化铜。粒径大于200nm的氧化铜的化学稳定性不好，影响制备的氧化亚铜的使用期效果。作为优选，步骤2的还原剂是由肼、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、铁氰化钾、抗坏血酸、葡萄糖中的一种或几种，还原剂可将凝胶包覆的氧化铜还原成凝胶包覆的氧化亚铜。一种凝胶包覆氧化亚铜在涂料中使用，涂料为海洋防污涂料，涂料中添加有涂料重量的5~15%的凝胶包覆氧化亚铜，可有效的增强涂料的稳定性和防污性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术先制备凝胶包覆的氧化铜，然后用还原剂将凝胶包覆的氧化铜还原成凝胶包覆的氧化亚铜，制备步骤简单，可操作性强，凝胶包覆的氧化亚铜为纳米级颗粒尺寸，增加了氧化亚铜的抗菌性，通过凝胶包覆，即高分子包覆，减少了氧化亚铜分子与空气中的氧直接接触的面积，减少被氧化的机率，从而增加了氧化亚铜的化学稳定性，海洋涂料通过添加凝胶包覆氧化亚铜可提高涂料的稳定性和防污性能。具体实施例以下结合实施例作进一步详细描述：实施例1：一种凝胶包覆氧化亚铜的制备，优选的制备步骤如下：1）制备凝胶包覆的氧化铜：按重量份计，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜、在常温下搅拌分散0.5h，在40℃条件下水浴或油浴加热搅拌分散1h，得混合物A，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜在常温下搅拌分散0.5h，得混合物B，合并混合物A和B，在40℃条件下水浴或油浴加热搅拌4h，得凝胶包覆的氧化铜；2）制备凝胶包覆的氧化亚铜：按重量份取，凝胶包覆的氧化铜与去离子水常温下搅拌分散0.5h，加入还原剂、水溶液升温至70℃并保温继续搅拌8h，得凝胶包覆的氧化亚铜。步骤1~2中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。本专利技术先制备凝胶包覆的氧化铜，然后用还原剂将凝胶包覆的氧化铜还原成凝胶包覆的氧化亚铜，通过本专利技术制备的氧化亚铜的化学稳定性和抗菌性优异，纳米级颗粒尺寸增加了氧化亚铜的抗菌性，凝胶包覆作用增加了氧化亚铜的化学稳定性，用于海洋防污涂料也增加了涂料的稳定性和防污性能。步骤1中的原料为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸乙酯中的一种或几种，通过上述原料再配合引发剂、水溶液获得凝胶状态下的氧化铜，增强氧化铜的化学稳定性。步骤1中的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮双脒基丙烷二盐酸盐中一种或几种组合，本引发剂受热能分解成自由基可用于引发烯类、双烯类单体的自由基聚合和共聚合反应，也可用于不饱和聚酯的交联固化和高分子交联反应。步骤1中的水溶剂是由去离子水、氢氧化钠、Span-80、蒸馏水、石油醚、120号溶剂油、200号溶剂油中的一种或几种组合，配合引发剂、原料获得凝胶状态下的氧化亚铜和氧化铜，增强氧化亚铜的化学稳定性。步骤1中凝胶包覆的氧化铜的凝胶由原料、水溶剂、引发剂聚合而成，原料、水溶剂、引发剂的质量比为1：100：5~10，通过凝胶包覆氧化亚铜，可增强氧化亚铜的化学稳定性和抗菌性。原料、水溶剂、引发剂的质量比不仅限于1：100：5~10，还包括1：100：5.01、1：100：5.02、1：100：5.03、1：100：5.04……1：100：9.98、1：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝胶包覆氧化亚铜的制备，其特征在于以下步骤：1）制备凝胶包覆的氧化铜：按重量份计，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜、在常温下搅拌，水浴或油浴搅拌，得混合物A，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜在常温下搅拌，得混合物B，合并混合物A和B，水浴或油浴搅拌，得凝胶包覆的氧化铜；2）制备凝胶包覆的氧化亚铜：按重量份取，凝胶包覆的氧化铜与去离子水常温下搅拌，加入还原剂、水溶液升温并搅拌，得凝胶包覆的氧化亚铜。

【技术特征摘要】
1.一种凝胶包覆氧化亚铜的制备，其特征在于以下步骤：1）制备凝胶包覆的氧化铜：按重量份计，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜、在常温下搅拌，水浴或油浴搅拌，得混合物A，取原料、引发剂、水溶液、纳米氧化铜在常温下搅拌，得混合物B，合并混合物A和B，水浴或油浴搅拌，得凝胶包覆的氧化铜；2）制备凝胶包覆的氧化亚铜：按重量份取，凝胶包覆的氧化铜与去离子水常温下搅拌，加入还原剂、水溶液升温并搅拌，得凝胶包覆的氧化亚铜。2.根据权利1要求所述的一种凝胶包覆氧化亚铜的制备，其特征在于：所述步骤1中的原料为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸乙酯中的一种或几种。3.根据权利1要求所述的一种凝胶包覆氧化亚铜的制备，其特征在于：所述步骤1中的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮双脒基丙烷二盐酸盐中一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐焕志，秦鹤，赵淑江，胡建坤，陆阿定，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33