【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于流体减阻剂，具体涉及一种防污抑菌减阻剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、水运以其成本低、运能大、占地少、能耗小、污染轻、效益高等优势，以舰艇、船舶为代表的海洋航行体在全球贸易中发挥着重要作用，被誉为“绿色资源”。航行体在行进过程中对水进行挤压造成水绕航行体进行流动，水的粘性和海上的波浪造成航行体附近的流场波动，使得航行体承受巨大的阻力，消耗大量的化石燃料并排放大量co2。
2、目前，超疏水减阻技术具有广阔的应用前景，其减阻机理目前有两种比较经典的理论。navier提出的壁面滑移模型，该模型指出，当流体流过超疏水表面时，在近壁区产生速度滑移现象，进而降低了流体的剪切应力，有效增加了边界层的厚度，进而降低了流体阻力。mchale指出，超疏水表面的微结构锁住了一些空气并形成空气层，当水流过超疏水表面时，由于空气层的存在，将传统的固液接触转变为固气-气液接触，进而降低了由固液接触所带来的较大阻力；超疏水减阻涂层组份复杂，其核心是减阻剂。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种防污抑菌减阻剂及其制备方法与应用，以克服现有技术中存在的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案包括：
3、本专利技术实施例提供了一种防污抑菌减阻剂，包括双电荷修饰的有机纳米粒子、纳米碳材料和聚二甲基硅氧烷；其中，所述防污抑菌减阻剂中双电荷修饰的有机纳米粒子、纳米碳材料和聚二甲基硅氧烷的质量比为1∶(1～5)∶(1～10)，所述双
4、进一步地，所述双电荷修饰的有机纳米粒子由多酚化合物制备形成，且表面经阳离子聚合物、阴离子聚合物修饰制得的；其中，所述双电荷修饰的有机纳米粒子的粒径为10～200nm。
5、进一步地，所述纳米碳材料包括碳纳米管和氧化石墨烯中的至少任一种；其中，所述碳纳米管直径为2～20nm，长径比为50/1～200/1；所述氧化石墨烯片层厚度为0.3～5nm，片层直径为0.5～5μm。
6、进一步地，所述防污抑菌减阻剂的水接触角为152～156°，杀菌率为98～99％，牛血清白蛋白吸附量为1.2～1.7mg/g，减阻率为16～24％。
7、本专利技术实施例还提供了一种前述的防污抑菌减阻剂的制备方法，包括：
8、提供双电荷修饰的有机纳米粒子；
9、将双电荷修饰的有机纳米粒子和纳米碳材料分散在混合溶剂中，得到黑色粘稠纳米溶液；
10、使所述黑色粘稠纳米溶液与聚二甲基硅氧烷混合，并充分搅拌，得到所述的防污抑菌减阻剂。
11、进一步地，所述的防污抑菌减阻剂的制备方法，包括：
12、将0.5～5wt％多酚化合物溶解在水中，于20～60℃搅拌反应1～12小时，自聚合成粒径为10～200nm的有机纳米粒子；然后加入0.5～5wt％阳离子聚合物，反应5～30分钟，得到阳离子修饰的有机纳米粒子；
13、将0.5～5wt％阴离子聚合物溶解在水中，加入所述阳离子修饰的有机纳米粒子，充分搅拌反应5～30分钟，得到所述双电荷修饰的有机纳米粒子；
14、其中，所述多酚化合物包括多巴胺、儿茶酚、单宁酸中的任意一种或多种的组合；
15、所述阳离子聚合物包括聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵中的任意一种或多种的组合；
16、所述阴离子聚合物包括聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酰二甲基牛磺酸钠中的任意一种或多种的组合。
17、进一步地，所述纳米碳材料包括碳纳米管和/或氧化石墨烯；
18、所述双电荷修饰的有机纳米粒子与纳米碳材料的质量比为5∶(1～50)。
19、进一步地，所述混合溶剂包括水和乙醇的组合；
20、所述水和乙醇的体积比值为1∶1～10。
21、进一步地，所述的纳米溶液和聚二甲基硅氧烷的体积比值为1∶1～10。
22、本专利技术实施例还提供了一种减阻涂层，其由前述的防污抑菌减阻剂形成。
23、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
24、本专利技术通过有机纳米粒子与纳米碳材料协同生成多级纳米结构，与低表面能聚二甲基硅氧烷(pdms)合作，构成超疏水纳米材料，有机纳米粒子表面的双电荷基团具有防污抑菌作用，最终得到具有防污抑菌功能的复合减阻剂。
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1.一种防污抑菌减阻剂，其特征在于，包括双电荷修饰的有机纳米粒子、纳米碳材料和聚二甲基硅氧烷；其中，所述防污抑菌减阻剂中双电荷修饰的有机纳米粒子、纳米碳材料和聚二甲基硅氧烷的质量比为1∶(1～5)∶(1～10)，所述双电荷修饰的有机纳米粒子与纳米碳材料协同生成多级纳米结构。
2.根据权利要求1所述的防污抑菌减阻剂，其特征在于：所述双电荷修饰的有机纳米粒子由多酚化合物制备形成，且表面经阳离子聚合物、阴离子聚合物修饰制得的；其中，所述双电荷修饰的有机纳米粒子的粒径为10～200nm。
3.根据权利要求1所述的防污抑菌减阻剂，其特征在于：所述纳米碳材料包括碳纳米管和氧化石墨烯中的至少任一种；其中，所述碳纳米管直径为2～20nm，长径比为50/1～200/1；所述氧化石墨烯片层厚度为0.3～5nm，片层直径为0.5～5μm。
4.根据权利要求1所述的防污抑菌减阻剂，其特征在于：所述防污抑菌减阻剂的水接触角为152～156°，杀菌率为98～99％，牛血清白蛋白吸附量为1.2～1.7mg/g，减阻率为16～24％。
5.如权利要求1-4任一项所
6.根据权利要求5所述的防污抑菌减阻剂的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求5或6所述的防污抑菌减阻剂的制备方法，其特征在于：所述纳米碳材料包括碳纳米管和/或氧化石墨烯；
8.根据权利要求5或6所述的防污抑菌减阻剂的制备方法，其特征在于：所述混合溶剂包括水和乙醇的组合；
9.根据权利要求5或6所述的防污抑菌减阻剂的制备方法，其特征在于：所述的纳米溶液和聚二甲基硅氧烷的体积比值为1∶1～10。
10.一种减阻涂层，其由权利要求1-4中任意一项所述的防污抑菌减阻剂形成。
...【技术特征摘要】
1.一种防污抑菌减阻剂，其特征在于，包括双电荷修饰的有机纳米粒子、纳米碳材料和聚二甲基硅氧烷；其中，所述防污抑菌减阻剂中双电荷修饰的有机纳米粒子、纳米碳材料和聚二甲基硅氧烷的质量比为1∶(1～5)∶(1～10)，所述双电荷修饰的有机纳米粒子与纳米碳材料协同生成多级纳米结构。
2.根据权利要求1所述的防污抑菌减阻剂，其特征在于：所述双电荷修饰的有机纳米粒子由多酚化合物制备形成，且表面经阳离子聚合物、阴离子聚合物修饰制得的；其中，所述双电荷修饰的有机纳米粒子的粒径为10～200nm。
3.根据权利要求1所述的防污抑菌减阻剂，其特征在于：所述纳米碳材料包括碳纳米管和氧化石墨烯中的至少任一种；其中，所述碳纳米管直径为2～20nm，长径比为50/1～200/1；所述氧化石墨烯片层厚度为0.3～5nm，片层直径为0.5～5μm。
4.根据权利要求1所述的防污...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽静，曾志翔，王刚，李龙阳，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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