一种碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法，本发明专利技术首先将碳纳米管采用硝酸、硬脂酸活化，以甲基丙烯酸三氟乙酯为单体，在引发剂作用下聚合，得到碳纳米管掺杂的聚酯乳液，之后将辣椒素的丙酮溶液分散到该聚酯乳液中，实现辣椒素在碳纳米管间的插层组装、缓释作用和与船底钢板的亲和作用，提高船底涂料的着牢度和缓释使用寿命。本发明专利技术以辣椒素改性后与碳纳米管组装为有效成分，可以起到长寿命使用辣椒素的生物驱赶和防腐蚀效果。

Preparation and application of capsaicin repellent bio-antifouling marine paint assembled by carbon nanotubes

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法及其应用
本专利技术属于海洋防腐领域，具体涉及碳纳米管(多壁)组装一种辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法及其应用。
技术介绍
众所周知，海洋生物在船舶表面的附着，不仅会显著增加船体质量，增大航行阻力，降低船舶航速，从而加大燃油消耗，同时也会加速船舶船底腐蚀，缩短使用寿命。为了降低海洋生物附着的危害，防止海洋生物对船舶的污损，人们研究了多种防污技术。在过去几十年中，早期曾使用汞、砷等化合物配制防污涂料，但由于这些物质毒性大会污染海洋环境而被淘汰；随后研制了以氧化亚铜为主要毒料，松香、沥青、乙烯树脂和氯化橡胶为主要基料配制的防污漆；自2O世纪6O年代起，人们将有机锡化合物应用到防污涂料中，延长了防污时效，但这些防污涂料中含有化学毒性物质，会污染海洋环境。因此，近年来，新型的环保型海洋防污涂料不断问世；从环保角度考虑，人们希望使用无公害防污技术，实现对海洋污损生物的防除。许多国家正在积极开展多种技术途径的长效和无公害防污材料和技术的研究，迄今为止在新型船舶防污涂料的研发上，世界各大知名涂装涂料公司都在此领域做出了研究投入，也推出了许多研究成果；据介绍，船舶防污涂料可分为传统型防污涂料和新型防污涂料两大类。传统型防污涂料包括溶解型防污涂料、扩散型防污涂料和有机锡自抛光型防污涂料。由于存在防污时效短、防污效率低、对海洋生物及海体生态造成危害等问题，无锡自抛光型防污涂料、低表面能防污涂料、生物防污涂料、纳米防污涂料等新型防污涂料应运而生，其优异的防污性能备受期待。辣椒素以其独特的理化性质，为企业研发新型防污涂料提供了探索方向。辣椒素类物质是一类天然植物碱，是从茄科植物辣椒的成熟果实中提取分离得到的有效成分。天然辣椒素类物质由一系列同系物组成，至今已经发现20种以上，主要成分是辣椒素和二氢辣椒素。与其他多种防污助剂相比，主要作用方式是驱避，对海洋附着生物不产生伤害；新型辣椒素防污涂料是从天然辣椒中提取出的生物活性物质和不含有重金属的氟化物作为趋避剂，并不破坏海洋生物链，因此，在船体中得到广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种由多壁碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法及其应用。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法，包括以下步骤：(1)取碳纳米管，加入到浓度为96-99％的硝酸溶液中，超声5-7小时，过滤，将沉淀与硬脂酸混合，升高温度为180-210℃，保温搅拌30-40分钟，得活化碳纳米管；(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量80-100倍70-75％的乙醇溶液中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸三氟乙酯，搅拌均匀，得单体溶液；(3)取过硫酸铵，加入到其重量50-60倍的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(4)取辣椒素，加入到其重量8-12倍的丙酮中，搅拌均匀，加入聚山梨酯，搅拌均匀，得丙酮分散液；(5)取得单体溶液、活化碳纳米管混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入引发剂溶液，保温搅拌3-5小时，出料，加入丙酮分散液，超声30-40分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得碳纳米管组装改性辣椒素；(6)取环氧树脂E51，加入到其重量30-40倍的去离子水中，加入四羟甲基硫酸磷、二乙烯三胺，超声10-20分钟，得环氧树脂乳液；(7)取上述碳纳米管改性组装辣椒素，加入到环氧树脂乳液中，升高温度为65-70℃，保温搅拌100-150分钟，加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀，即得所述辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆。步骤(5)中所述的真空干燥温度为100-120℃，干燥时间为30-40分钟。所述碳纳米管、硬脂酸、辛基异噻唑啉酮、甲基丙烯酸三氟乙酯、过硫酸铵、取辣椒素、环氧树脂E51、四羟甲基硫酸磷、二乙烯三胺、聚二甲基硅氧烷的重量比为：14-20：3-5：1-2：10-14：0.6-0.7：4-6：110-130：0.1-0.2：2-4：0.8-1。所述组装改性辣椒素驱赶剂后的生物防污海洋油漆用于海洋船舶船底产生的生物防污防腐绿色环保功能。本专利技术的优点：本专利技术首先将碳纳米管采用硝酸、硬脂酸活化，以甲基丙烯酸三氟乙酯为单体，在引发剂作用下聚合，得到碳纳米管掺杂的聚酯乳液，之后将辣椒素的丙酮溶液分散到该聚酯乳液中，实现辣椒素在碳纳米管间的插层改性，本专利技术以碳纳米管组装改性辣椒素为绿色环保有效防污成分，可以起到很好的生物驱赶和防腐蚀效果，特别应用于海洋船舶，能够对船体进行有效保护，本专利技术的碳纳米管改性辣椒素环保性好，在海水环境中对辣椒素成份起到缓释功能并提高使用寿命周期，对水质无污染，防腐功能性好，综合防污性能优越。具体实施方式实施例1一种由碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法，包括以下步骤：(1)取碳纳米管，加入到浓度为96-99％的硝酸溶液中，超声5小时，过滤，将沉淀与硬脂酸混合，升高温度为200℃，保温搅拌36分钟，得活化碳纳米管；(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量88倍71％的乙醇溶液中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸三氟乙酯，搅拌均匀，得单体溶液；(3)取过硫酸铵，加入到其重量58倍的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(4)取辣椒素，加入到其重量9倍的丙酮中，搅拌均匀，加入聚山梨酯，搅拌均匀，得丙酮分散液；(5)取得单体溶液、活化碳纳米管混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65℃，加入引发剂溶液，保温搅拌3-5小时，出料，加入丙酮分散液，超声31分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得碳纳米管改性辣椒素；(6)取环氧树脂E51，加入到其重量38倍的去离子水中，加入四羟甲基硫酸磷、二乙烯三胺，超声10-20分钟，得环氧树脂乳液；(7)取上述碳纳米管改性辣椒素，加入到环氧树脂乳液中，升高温度为68℃，保温搅拌122分钟，加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀，即得所述辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆。步骤(5)中所述的真空干燥温度为108℃，干燥时间为35分钟。所述碳纳米管、硬脂酸、辛基异噻唑啉酮、甲基丙烯酸三氟乙酯、过硫酸铵、取辣椒素、环氧树脂E51、四羟甲基硫酸磷、二乙烯三胺、聚二甲基硅氧烷的重量比为：18：3：1：13：0.6：5：117：0.18：3：0.9。所述辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆用于海洋船舶的生物防污防腐。实施例2一种由碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法，包括以下步骤：(1)取碳纳米管，加入到浓度为99％的硝酸溶液中，超声7小时，过滤，将沉淀与硬脂酸混合，升高温度为210℃，保温搅拌40分钟，得活化碳纳米管；(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量100倍75％的乙醇溶液中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸三氟乙酯，搅拌均匀，得单体溶液；(3)取过硫酸铵，加入到其重量60倍的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(4)取辣椒素，加入到其重量12倍的丙酮中，搅拌均匀，加入聚山梨酯，搅拌均匀，得丙酮分散液；(5)取得单体溶液、活化碳纳米管混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度70℃，加入引发剂溶液，保温搅拌5小时，出料，加入丙酮分散液，超声40分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得碳纳米管改性辣椒素；(6)取环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取碳纳米管，加入到浓度为96‑99％的硝酸溶液中，超声5‑7小时，过滤，将沉淀与硬脂酸混合，升高温度为180‑210℃，保温搅拌30‑40分钟，得活化碳纳米管；(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量80‑100倍70‑75％的乙醇溶液中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸三氟乙酯，搅拌均匀，得单体溶液；(3)取过硫酸铵，加入到其重量50‑60倍的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(4)取辣椒素，加入到其重量8‑12倍的丙酮中，搅拌均匀，加入聚山梨酯，搅拌均匀，得丙酮分散液；(5)取得单体溶液、活化碳纳米管混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65‑70℃，加入引发剂溶液，保温搅拌3‑5小时，出料，加入丙酮分散液，超声30‑40分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得碳纳米管改性辣椒素；(6)取环氧树脂E51，加入到其重量30‑40倍的去离子水中，加入四羟甲基硫酸磷、二乙烯三胺，超声10‑20分钟，得环氧树脂乳液；(7)取上述碳纳米管改性辣椒素，加入到环氧树脂乳液中，升高温度为65‑70℃，保温搅拌100‑150分钟，加入聚二甲基硅氧烷，搅拌均匀，即得所述辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆。...

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管组装辣椒素驱赶剂生物防污海洋油漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取碳纳米管，加入到浓度为96-99％的硝酸溶液中，超声5-7小时，过滤，将沉淀与硬脂酸混合，升高温度为180-210℃，保温搅拌30-40分钟，得活化碳纳米管；(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量80-100倍70-75％的乙醇溶液中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸三氟乙酯，搅拌均匀，得单体溶液；(3)取过硫酸铵，加入到其重量50-60倍的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(4)取辣椒素，加入到其重量8-12倍的丙酮中，搅拌均匀，加入聚山梨酯，搅拌均匀，得丙酮分散液；(5)取得单体溶液、活化碳纳米管混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入引发剂溶液，保温搅拌3-5小时，出料，加入丙酮分散液，超声30-40分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，得碳纳米管改性辣椒素；(6)取环氧树脂E51，加入到其重量30-40倍的去离子水中，加入四羟甲基硫酸磷、二乙烯三胺，超声10-20分...

【专利技术属性】
技术研发人员：关君正，张孝彬，程继鹏，关君安，范骏，
申请(专利权)人：浙江轩爱能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33