无毒海洋防污涂料及其制备方法技术

无毒海洋防污涂料及其制备方法属于防污涂料、水下涂料技术领域。是由成膜物质、无毒复合防污剂、颜料、助剂和水组成。无毒复合防污剂是将超细电气石粉与纳米氧化锌粉加入到１０倍量的水中，加热搅拌下用烷基苯磺酸钠包覆制得预分散浆料；将其加入到乙醇水溶液中，调ｐＨ９～１２，滴加硅酸酯乙醇溶液反应２～４ｈ，经水洗分离，烘干即得。防污涂料无毒，在海水中电气石自发在涂层表面形成电场，使海水电解产生次氯酸离子，可阻止海洋生物在船体和结构物上附着生长。所产生的离子膜厚约１０μｍ，不污染环境。本发明专利技术主要适用于水下防污。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于防污涂料、水下涂料
技术背景海洋生物的污损问题一直限制着人们对海洋资源的开发利用，各种海生物 的附着会引起船舶航行阻力增大，燃料消耗量增加，海生物的代谢产物对船只 造成腐蚀，会增加船舶的维修费用，降低船只的在航率，海生物还会堵塞海底 各种管路、阀门和养殖网箱的网眼，造成的经济损失难以估算。为了实现对海 洋生物的防除，涂装防污涂料是解决污损问题唯一得到广泛应用的既经济又高 效的重要途径。然而，目前使用的许多防污涂料，其所含可释放的防污毒剂(如 有机锡、氧化亚铜)会造成海水水体污染，引发生物变异，危及海洋食物链，对海洋生态平衡以及人类健康具有潜在危害。因此，国际海事组织(IM0)第21 届会议决定，2008年1月1日之后将彻底禁止使用含有机锡的防污涂料。针对 这种情况，开发无锡、无毒的环保防污涂料成为防污涂料的发展方向。电气石是以含硼为主的环状硅酸盐矿物，其化学式为Na(Mg， Fe， Mn， Li， Al)3Al6(B03)3(OH， F)4。画年，日本学者Kubo发现并提出电气石具有永 久性自发极化效应，其极化值不受外界电场影响，电气石粉末周围存在静电场。 电气石的结晶体， 一边是正电极， 一边是负电极，处于不平衡状态，因此从负 极不断地向正极流出电子，遇到水(包括空气中的水)立即向水中放电，水(H力) 发生轻微的电解反应产生氢离子(H+)和氢氧根离子(OH—)。氢离子被电气石负极 吸引，与电子结合产生出氢原子、氢气，释放到空气中。另一方面氢氧离子与 周围的水分子相结合，生成羟基离子(HA—)，羟基离子单位分子膜具有氧化活 性。从而为电气石作为工业矿物，尤其是在环境与健康领域应用开辟出崭新的 途径。据日本纤研新闻报道，日本松下电器与一家矿石研究所合作，采用纳米 级电气石和一种激发剂混入聚醋原液中生产出特殊涤纶，开发出一种在"静置" 条件下能源源不断产生负氧离子的织物。日本日清纺织株式会社新推出的负氧 离子产品"IONAGE"，是将放射性矿石电气石微粉化后，混炼加入附着在织物 上。日本仓敷纺织株式会社将放射性矿微粉与远红外矿滑石粉分层附着在织物上，以提高织物的负离子化效果，生产出"H0LIC"织物，其A4纸大小的织物在 空气中产生的负离子为150个/cm3 ，接近森林中负离子的效果。陈荣坤采用 电气石、纳米Ti02、纳米组装的无机抗菌剂、氧化铝的配比，把这几种原料混配 后得到超细负离子空气净化材料。经检测，负离子发射率为2000个/cm3，将其按 内墙涂料的1%添加，在面对国家标准10倍浓度的情况下，经检测120h对甲醛、 氨、苯的去除率达90%以上。电气石用于居室等小环境的改善己实现了产业化。 研究证明由于自极化效应使得电气石具有一些环境功能属性，如在无源条件下 可产生负离子，具有远红外发射功能，电磁屏蔽功能；调节水的pH值至中性； 活化水分子等。在专利CN1454560中，电气石被加入到一种陶瓷水杯和餐具中，使得这种餐 具能够具有电气石的功能，它能够释放空气负离子，提高水的活性，长期使用 有益于人体健康^。在专利US2004060141中，0. 2% 0. 4%(质量分数)的Ge、0. 2% 0.49U质量分数)的Zr、 0.2y。 0.4。/。(质量分数)的Be、 1% 2%(质量分数)的电气 石和96. 8% 98. 8%(质量分数)高分子基材料制备的空气负离子刷子，这种刷子 可以释放大量的空气负离子，有益于人体健康至今，国内外尚未见将电气石与纳米氧化锌复合制备成复合无毒防污剂、配制涂料并用于海洋防污目的相关技术专利报道。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种充分发挥防污涂层的电解防污效率、环境友好 的。 本专利技术的技术解决方案是，无毒海洋防污涂料，由下述组分按照重量百分比混合分散制成-<table>table see original document page 5</column></row><table>其中所述成膜物质为氟碳乳液、氟丙乳液、环氧乳液、聚氨酯乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液中的一种或几种，每种乳液用量为成膜物质总量的0 100 所述颜料为铁红、碳黑、钛白、锌白等无机颜料中的一种或几种，每种颜料用量为颜料总量的0 100%;所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、成膜乳液、增稠剂、润湿剂、pH值 调节剂、防腐杀菌剂中至少一种； 其中助剂可选用的品种分别为分散剂903(德谦公司);436、 800、 5027、 5040(海川化工);BYK161(德国 BYK公司)，十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠中的一种或几种，每种分散剂用量 为分散剂总量的0 100%;成膜助剂C-40 (海川化工)；酯醇十二、乙二醇中的一种；增稠剂634、 662、 3116 (海川化工)中的一种或几种，每种增稠剂用量为增稠剂总量的0 100%;消泡剂磷酸三丁酯;BYK066 (德国BYK公司)，F-lll、 A10 (海川化工) 中的一种或几种，每种消泡剂用量为消泡剂总量的0 100%; 流平剂BYK358 (德国BYK公司)、丙二醇中的一种； pH值调节剂氨水，氢氧化钠溶液，冰醋酸中的一种； 防腐剂苯甲酸钠、LFM (海川化工)中的一种。填料重钙、滑石粉、氧化锌中的一种或几种，每种填料用量为填料总量的0 100%。 本专利技术涂料的制备方法为按比例将各组分依次加入到分散机配料罐中，以500 800转/分钟的速度搅 拌分散45min， 80 150目滤网过滤后即得成品水性防污涂料。采用上述技术方案制成的海洋防污涂料，可采用刷涂、喷涂或滚涂等方法 施工，使用前搅匀，可根据用途和环境用水调节粘度。所述的无毒复合防污剂是按照下述方法合成得到，其工艺步骤分为预分散 浆料制备和复合无毒防污剂的制备两步(1)预分散浆料制备所用原料品种及其重量配比为纳米氧化锌粉末 1.00超细电气石粉末 3. 00 6. 00表面活性剂十二垸基苯磺酸钠的用量为纳米氧化锌粉末与超细电气石粉末之和的0. 1 2. 0%;所述超细电气石粉是粒度小于5微米的电气石微粒。工艺步骤按比例将纳米或亚微米电气石粉末与纳米氧化锌粉末加入到电气石粉末10倍的水中。然后在水浴中加热搅拌升温至60 80'C，再加十二烷基 苯磺酸钠，恒温搅拌l 3h，然后搅拌下分散冷却至室温，制得纳米氧化锌包覆 电气石的超细粉末预分散浆料;(2)复合无毒防污剂的制备将步骤(l)制备的超细粉末预分散浆料加入到 体积百分比浓度为1 40%的乙醇水溶液中，使溶液中的混合粉末的重量百分比 浓度为5 40%,加氨水调溶液的pH为9 12，滴加摩尔浓度为0. 02 2. 00 mol/L 的硅酸酯乙醇溶液进行反应，使硅酸酯与电气石和纳米氧化锌粉末混合物的重 量比为0. 1 0. 5: 1;反应2 4h，水洗分离，70 140'C烘干即得二氧化硅包 覆电气石与纳米氧化锌的复合无毒防污剂；所述的硅酸酯为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸丁酯。优 选为正硅酸乙酯。本专利技术无毒海洋防污涂料的制备方法为搅拌下将原料分别加入到分散机 配料罐中，中速(500 800转/分钟)搅拌分散30 60min，调节pH值为8 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无毒海洋防污涂料，其特征在于，由成膜物质、无毒复合防污剂、颜料、助剂和水组成，其组分的重量百分比组成为：　成膜物质　２５．０～５０．０　无毒复合防污剂　２０．０～５０．０　颜料　０．０～２０．０　助剂　２．０～３０．０　水　０．０～３０．０　其中：　所述成膜物质为氟碳乳液、氟丙乳液、环氧乳液、聚氨酯乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液中的一种或几种，每种乳液用量为成膜物质总量的０～１００％；　所述颜料为铁红、碳黑、钛白、锌白等无机颜料中的一种或几种，每种颜料用量为颜料总量的０～１００％；　所述助剂为分散剂、消泡剂、流平剂、成膜乳液、增稠剂、润湿剂、ｐＨ值调节剂、防腐杀菌剂中至少一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张占平，齐育红，刘欣，
申请(专利权)人：大连海事大学，大连裕祥科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]