用于纳米颗粒的有效分散的材料和方法技术

本发明专利技术公开了一种用于增强纳米颗粒的分散的组合物和方法。在某些实施方案中，通过使用生化产生微生物和/或由这些微生物合成的副产物，这些组合物和方法可以用于增强底漆的性能和/或持久性。在某些实施方案中，添加生物表面活性剂可以增强颜料和/或其他纳米颗粒的分散，以及对颜色或污渍透过该底漆渗出的抑制。以及对颜色或污渍透过该底漆渗出的抑制。以及对颜色或污渍透过该底漆渗出的抑制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纳米颗粒的有效分散的材料和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年3月20日提交的美国临时专利申请62/992,420的优先权，其全文以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]纳米颗粒是典型特征为尺寸在1纳米至100纳米之间的小颗粒。一般来讲，纳米颗粒是有机材料和无机材料两者的大家族。每种材料具有独特的可调特性，并且因此可以针对特定应用进行选择性设计。纳米颗粒是人眼无法察觉的，并且由于其尺寸较小，所以与散装材料诸如粉末、板材和片材相比具有较大的表面积与体积比。阳离子交换能力、增强扩散、离子吸附和络合等特性在纳米级上得到了增强。
[0004]纳米材料的使用横跨了从保健和化妆品到环境保护和材料科学的各个行业。例如，矿物纳米颗粒(诸如氧化钛)可以作为具有增强的稳定性的UV防护剂而用于防晒剂。纳米颗粒也可以用于制造脂质体或纳米胶囊、药物递送系统。
[0005]受益于纳米颗粒的一个行业是油漆和底漆工业。油漆底漆由颜料、粘合剂和溶剂或载体的混合物组成。理想的是，颜料在整个制剂中均匀分散，使得仅需薄薄的一层底漆就能充分覆盖表面。
[0006]通用的建筑底漆涂料具有两个主要功能。第一个主要功能是增强外涂层美化基材的能力。第二个主要功能是增强耐久性，延长外涂层的寿命。这些功能主要通过提高粘附性来实现，从而带来更好的抗裂性和抗起泡性。另外，关键的性能需求包括：隐藏形貌变化、密封多孔基材、防止原来的颜色透过外涂层显现出来、阻隔气味、在表面和外涂层之间提供粘结层以及减少污渍迁移到外涂层中。<br/>[0007]用于油漆和涂料的纳米颗粒的示例是二氧化钛(TiO2)、银(Ag)和二氧化硅(SiO2)。二氧化钛纳米颗粒的光催化和疏水特性为涂料提供了自清洁、空气净化和抗UV特性。纳米银可以具有抗微生物特性，而二氧化硅纳米颗粒可以增加油漆和涂料的耐刮擦性和耐火性。
[0008]在汽车、船舶、化工厂、石油天然气、工业机械和建筑行业中，锌纳米颗粒也在底漆中用作底涂层，以保护钢表面免受腐蚀。与通过在金属与大气湿气之间形成不可渗透的屏障来抵抗腐蚀的常规油漆或环氧树脂不同，富锌底漆通过电气手段提供额外的腐蚀保护。如果油漆在其使用寿命期间被刮擦，则锌将牺牲性地被腐蚀而不是钢被腐蚀。
[0009]另一个受益于纳米颗粒的行业是石油和天然气工业。向注入溶液中添加某些纳米颗粒诸如TiO2基、CuO基、二氧化硅基、氧化铝基和/或碳基纳米颗粒可以显著地有益于提高原油采收率(EOR)，具有润湿性反转、流体特性改变、提高圈闭油的流动性、增强砂的固结以及减小储层中的界面张力(IFT)等优点。纳米颗粒流体系统还可以被设计用于修复石蜡和沥青质沉积物、聚合物、生物膜和垢，以及用于降低沥青和重油的粘度。
[0010]虽然纳米颗粒具有无数的益处和用途，但是形成具有均匀分散的纳米颗粒的溶液仍然是一个挑战。纳米颗粒由于例如其静电特性而经常形成称为聚集体和附聚物的簇状
物。键的强度可以发生变化，从共价键到弱静电力或磁力。为了使纳米颗粒组合物达到最佳功效，理想的是纳米颗粒均匀分布且簇集减少。可以使用化学试剂来迫使颗粒分离；然而，需要更环保的方法。
[0011]生物表面活性剂是作为使用微生物来源的化学品替代合成化学品这一日益增长趋势的一部分的化学品。生物表面活性剂是由微生物产生的一组结构多样的表面活性物质。所有生物表面活性剂都是两亲物。它们由两部分组成：极性(亲水性)部分和非极性(疏水性)基团。生物表面活性剂由于其两亲性结构而可以例如增加疏水性水不溶性物质的表面积、增加此类物质的水生物利用度以及减小界面处的界面张力。因此，生物表面活性剂由于其环保性质和广泛用途而具有在各种应用和行业中替代化学品的潜力。

技术实现思路

[0012]本专利技术提供了用于改善纳米颗粒在例如各种工业、农业和保健应用中利用的组合物中的分散的材料和方法。在一些实施方案中，这些应用包括例如油漆和涂料、石油和天然气注入流体、农产品和药物。
[0013]在优选的实施方案中，提供了纳米颗粒组合物，其包含一种或多种SLP分子(例如，酸性SLP(ASL)、内酯型SLP(LSL)和/或SLP的二乙酰化、单乙酰化或酯化形式)和/或包含SLP分子的酵母培养物。
[0014]在某些实施方案中，纳米颗粒组合物包含一种或多种纳米颗粒，诸如颜料/染料、金属纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、脂质体纳米颗粒或本领域已知的另一类型的纳米颗粒。
[0015]在某些实施方案中，本专利技术利用了酵母菌株和/或其生长副产物。本专利技术提供了例如微生物基产品，其包含培养的熊蜂生斯塔莫酵母(Starmerella bombicola)ATCC 22214和/或该微生物的生长产物。
[0016]在某些实施方案中，组合物中的酵母可以是无活性的，并且/或者处于各种生长状态，诸如营养形式或孢子形式。
[0017]在一个实施方案中，本专利技术提供了用于制备改善的底漆组合物的材料和方法，这些改善的底漆组合物包含一种或多种微生物生长副产物和/或微生物培养物。本专利技术还涉及包含一种或多种微生物生长副产物和/或微生物培养物的底漆组合物。在某些实施方案中，底漆组合物包含SLP分子和/或包含SLP分子的酵母培养物。在某些实施方案中，组合物包含传统的底漆成分，包括例如溶剂、颜料/染料、缓冲剂、树脂和/或pH调节剂。
[0018]在优选的实施方案中，提供了改善油漆底漆的方法，这些方法包括将SLP和/或包含SLP的酵母培养物添加到油漆底漆中。在某些实施方案中，SLP和/或酵母培养物的添加增强了油漆底漆在施加到表面和/或物体时的性能和/或持久性。
[0019]在某些实施方案中，油漆底漆的性能可以通过例如增加底漆的粘附特性、隐藏表面和/或物体的形貌变化、密封多孔表面和/或物体、防止颜色和/或污渍透过底漆渗出以及/或者防止气味散播来增强。
[0020]在某些实施方案中，油漆底漆的持久性可以通过例如提高底漆的柔性来增强。
[0021]在某些实施方案中，存在于底漆组合物中的颜料和/或纳米颗粒的分散得到了增强。
[0022]另外，在优选的实施方案中，改善的油漆底漆可以用于改善该油漆底漆所施用的
物体或表面的性能、外观和/或持久性。例如，在一些实施方案中，根据本专利技术的底漆组合物的施用可以通过防止活生物体或非活物质造成的污染来增强表面和/或物体的持久性。
[0023]本专利技术还提供了用于石油和天然气工业的注入流体，其中纳米颗粒与生物表面活性剂(诸如槐糖脂)组合。可以将注入流体引入到含烃储层中，以例如迫使石油从地层孔隙中流出并提高其采收率、去除沉积物以及用作水力压裂裂缝的支撑剂材料。
[0024]在另一个实施方案中，本专利技术提供了药物组合物，其中纳米颗粒与生物表面活性剂组合。药物组合物可以是例如治疗剂或疫苗。在某些实施方案中，这些组合物具有增强的穿过血脑屏障(BBB)的能力。
[0025]在又一个实施方案中，本专利技术提供了改善的农业组合物，其中生物表面活性剂与纳米颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分散纳米颗粒的方法，所述方法包括将生物表面活性剂添加到包含所述纳米颗粒的组合物中。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物表面活性剂是槐糖脂SLP。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物是包含一种或多种组分的油漆底漆，所述一种或多种组分选自粘合剂、溶剂、颜料或染料、缓冲剂、树脂、稳定剂和pH调节剂。4.根据权利要求3所述的方法，其中通过以下方式中的一者或多者的组合来增强所述油漆底漆的性能：a)增加对表面和/或物体的粘附性；b)增加表面和/或物体的形貌变化的隐蔽性；c)改善多孔表面和/或物体的密封性；d)防止颜色透过所述底漆渗出；e)防止气味散播；f)建立粘结层；以及g)防止污渍透过所述底漆渗出。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物是用于提高含烃地层的石油和天然气采收率的注入流体。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物是农业纳米肥料。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合物是药物或非处方化合物。8.根据权利要求1所述的方法，还包括测量所述纳米颗粒在所述组合物中的分散程度。9.一种用于改善表面和/或物体的性能、外观和/或持久性的方法，所述方法包括：将包含SLP和/或产生SLP的酵母培养物的油漆底漆施加到所述表面和/或物体。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述酵母培养物是斯塔莫酵母属酵母和/或假丝酵母属酵母。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述油漆底漆包含一种或多种组分，所述一种或多种组分选自粘合剂、溶剂、颜料或染料、缓冲剂、树脂和pH调节剂。12.根据权利要求9所述的方法，其中通过以下方式中的一者或多者的组合来改善所述表面和/或物体的性能、外观和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩，
申请(专利权)人：轨迹IP有限责任公司，
类型：发明
国别省市：