一种微胶囊型防污剂及其制备方法、一种防污涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种微胶囊型防污剂及其制备方法、一种防污涂料及其制备方法，属于海洋防污涂料技术领域。本发明专利技术提供的微胶囊型防污剂，壁材为聚多巴胺，芯材包括狼毒素和油性溶剂。本发明专利技术提供的微胶囊型防污剂中狼毒素可从瑞香狼毒中提取，对环境友好，且所述微胶囊型防污剂具有缓释功能，用于防污涂料时，可延长防污期效。此外，本发明专利技术以狼毒素为活性成分，所得防污剂具有防污广谱性，对舟形藻和紫球藻的生长均有良好的抑制作用，且该微胶囊型防污剂的制备方法简单，适合工业化应用。

A microcapsule antifouling agent and its preparation method, a antifouling coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种微胶囊型防污剂及其制备方法、一种防污涂料及其制备方法
本专利技术涉及海洋防污涂料
，尤其涉及一种微胶囊型防污剂及其制备方法、一种防污涂料及其制备方法。
技术介绍
海洋生物污损是指海洋生物(如：细菌、藻类、软体动物等)在浸入海水的表面上进行不良定殖的行为，其会发生在浸入海水的任何表面上。这种行为会给海洋相关领域的发展造成极为不利的危害。比如，污损生物的附着会加速船体表面的腐蚀；船舶与流体的边界阻力增加，航行速度降低，进而导致燃料的消耗增加；此外不同种属的海洋生物附着在船体表面，会在不同海域中自由迁徙，给海域的生态平衡带来一定的威胁。为避免和减轻因海洋污损生物所造成的上述一系列危害，除了科学、合理、安全地设计和建造海洋人工设施外，还需经济、有效地选择和优化防污技术及手段。在20世纪60年代，开始使用掺杂三丁基锡(TBT)自抛光的防污涂层，并发现其具有稳定和有效的防污效果，其作用机理在于三丁基锡可以从涂层中有效的释放并抑制污损，实现长达5年的有效防污效果。然而，由于有机锡化合物会影响牡蛎的钙代谢，诱发海产腹足类性畸变，在海洋生物体中累积，通过食物链对人类健康产生不良影响，因此在2008年1月，国际上明令禁止船舶表面使用含有机锡化合物的防污涂层。因此，研制开发新型、高效、低毒、环保防污剂已成为国际上急需解决的问题和研究热点。目前虽然已从海洋生物中发现一些具有防污作用的物质，但这些物质在海洋生物体中的含量比较少，且结构相对复杂，不便进行深入开发和广泛应用。基于陆生植物化学防御功能研究的启示，从种类繁多、分布广泛、取材便利的陆生植物资源中寻找，对有害生物高效、对非靶标生物安全、易分解，且分解产物对环境无损害的防污成分将是替代TBT很好的选择。例如公开号为CN1709997A的中国专利报道了一种以辣椒碱作为防污剂的防污涂料，有较好的防污效果，但是辣椒碱在有机溶剂中的溶解度低，无法进行缓释技术处理，导致辣椒碱释放速度快，防污时间短。因此，急需寻找新型天然防污活性物质，以制备具有缓释功能的防污剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微胶囊型防污剂及其制备方法、一种防污涂料及其制备方法，本专利技术提供的微胶囊型防污剂的活性成分为天然提取物，且具有缓释功能和防污广谱性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种微胶囊型防污剂，壁材为聚多巴胺，芯材包括狼毒素和油性溶剂。优选的，所述油性溶剂为正丁醇、乙醇和乙二醇中的至少一种。优选的，所述微胶囊型防污剂的平均粒径为150～400nm，平均壁厚为25～40nm，狼毒素的负载量为70～80％。本专利技术还提供了上述技术方案所述的微胶囊型防污剂的制备方法，包括如下步骤：将碱性缓冲溶液和表面活性剂混合，得到水相；将狼毒素和油性溶剂混合，得到油相；将水相和油相混合后，加入多巴胺盐酸盐，进行氧化自聚合反应，得到微胶囊型防污剂。优选的，所述碱性缓冲溶液为pH值为8～9的Tris缓冲溶液，所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种，所述表面活性剂与碱性缓冲溶液的用量比为1g:45～55mL。优选的，所述水相和油相的体积比为10～30:1。优选的，所述狼毒素和多巴胺盐酸盐的质量比为1:5～20。本专利技术还提供了一种防污涂料，包括如下质量百分比的组分：丙烯酸类自抛光树脂30～60％，微胶囊型防污剂2～10％，有机溶剂20～40％，颜填料10～30％，助剂1～3％，所述微胶囊型防污剂为上述技术方案所述的微胶囊型防污剂或上述技术方案所述制备方法得到的微胶囊型防污剂。优选的，所述丙烯酸类自抛光树脂包括丙烯酸锌型自抛光树脂、丙烯酸铜型自抛光树脂和丙烯酸硅型自抛光树脂中的至少一种。本专利技术还提供了上述技术方案所述防污涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将丙烯酸类自抛光树脂、有机溶剂、颜填料和助剂混合后，进行研磨，然后加入微胶囊型防污剂，得到防污涂料。本专利技术提供了一种微胶囊型防污剂，壁材为聚多巴胺，芯材包括狼毒素和油性溶剂。本专利技术提供的微胶囊型防污剂中狼毒素可从瑞香狼毒中提取，对环境友好，且微胶囊型防污剂具有缓释功能，用于防污涂料时，可延长防污期效。此外，本专利技术所得防污剂具有防污广谱性，对舟形藻和紫球藻的生长均有良好的抑制作用，且该微胶囊型防污剂的制备方法简单，适合工业化应用。本专利技术还提供了一种防污涂料，包括如下质量百分比的组分：丙烯酸类自抛光树脂30～60％，微胶囊型防污剂2～10％，有机溶剂20～40％，颜填料10～30％，助剂1～3％，所述微胶囊型防污剂为上述技术方案所述的微胶囊型防污剂或上述技术方案所述的制备方法得到的微胶囊型防污剂。本专利技术提供的防污涂料具有防污广谱性，当将其喷涂于含有环氧底漆的样板上，进行静态挂板实验时，放置8个月，表面仍然保持洁净，只是有海泥黏于表面，污损点极少，无大型海洋污损生物附着，防污性能优异。附图说明图1实施例1所得微胶囊型防污剂的SEM图；图2狼毒素对舟形藻和紫球藻的荧光淬灭图；图3实施例4所得防污涂料和空白对照防污涂料的涂层表面紫球藻的荧光图；图4涂覆有实施例4所得防污涂料的样板和环氧空白样板在浅海静态挂板实验的结果图。具体实施方式本专利技术提供了一种微胶囊型防污剂，壁材为聚多巴胺，芯材包括狼毒素和油性溶剂。在本专利技术中，所述狼毒素具有式Ⅰ所示结构：在本专利技术中，所述狼毒素可从瑞香狼毒植物中提取。本专利技术提供的微胶囊型防污剂中聚多巴胺作为壁材，将溶解于油性溶剂中的狼毒素包裹在内部，在使用过程中，狼毒素缓慢释放，从而达到延长防污期效的目的。在本专利技术中，所述油性溶剂优选为正丁醇、乙醇和乙二醇中的至少一种。在本专利技术中，所述油性溶剂可以溶解狼毒素，以形成油相。在本专利技术中，所述微胶囊型防污剂的平均粒径优选为150～400nm，更优选为200～350nm，最优选为250～300nm；平均壁厚优选为25～40nm，更优选为30～35nm，狼毒素的负载量优选为70～80％，更优选为73～78％。本专利技术还提供了上述技术方案所述的微胶囊型防污剂的制备方法，包括如下步骤：将碱性缓冲溶液和表面活性剂混合，得到水相；将狼毒素和油性溶剂混合，得到油相；将水相和油相混合后，加入多巴胺盐酸盐，进行氧化自聚合反应，得到微胶囊型防污剂。本专利技术将碱性缓冲溶液和表面活性剂混合，得到水相。在本专利技术中，所述碱性缓冲溶液为pH值优选为8～9的Tris缓冲溶液，本专利技术对所述Tris缓冲溶液的配制方法没有特殊限定，采用本领域常规的配制方法得到合适的pH值即可。在本专利技术中，Tris缓冲溶液可为后续的氧化自聚合反应提供碱性条件，以使多巴胺盐酸盐能够脱去氯化氢，以发生氧化自聚反应，形成聚多巴胺微胶囊壁。在本专利技术中，所述表面活性剂优选为十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种，所述表面活性剂与碱性缓冲溶液的用量比优选为1g:45～55mL，更优选为1g:50mL。本专利技术将狼毒素和油性溶剂混合，得到油相。本专利技术对所述狼毒素的来源没有特殊限定，在本专利技术实施例中，优选通过现有技术公开的方法从瑞香狼毒中提取狼毒素，如现有技术《瑞香狼毒茎叶化学成分及生物活性研究》(路利芹，中国科学院兰州化学物理研究所硕士毕业论文，2013,06)中公开的提取方法。在本专利技术中，所述狼毒素和油性溶剂的用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微胶囊型防污剂，其特征在于，壁材为聚多巴胺，芯材包括狼毒素和油性溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊型防污剂，其特征在于，壁材为聚多巴胺，芯材包括狼毒素和油性溶剂。2.根据权利要求1所述的微胶囊型防污剂，其特征在于，所述油性溶剂为正丁醇、乙醇和乙二醇中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的微胶囊型防污剂，其特征在于，所述微胶囊型防污剂的平均粒径为150～400nm，平均壁厚为25～40nm，狼毒素的负载量为70～80％。4.权利要求1～3任一项所述的微胶囊型防污剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将碱性缓冲溶液和表面活性剂混合，得到水相；将狼毒素和油性溶剂混合，得到油相；将水相和油相混合后，加入多巴胺盐酸盐，进行氧化自聚合反应，得到微胶囊型防污剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碱性缓冲溶液为pH值为8～9的Tris缓冲溶液，所述表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种，所述表面活性剂与碱性缓冲溶液的用量比为1g:45～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，刘辉，杨武芳，裴小维，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62