一种松香包覆处理氧化亚铜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种松香包覆处理氧化亚铜的制备方法。该方法是在分散机罐体中加入去离子水和分散剂，400～800rpm中速搅拌，再加入氧化亚铜粉体，在1200～1600rpm的转速下分散15～30min制得氧化亚铜的均匀水分散体；然后将氧化亚铜的均匀水分散体移入到置于水浴内的四口烧瓶中，100～200rpm转速搅拌分散，同时将水浴温度升高至80～90℃，将松香丙酮溶液滴入四口瓶中，反应处理0.5～2h。继续搅拌至室温结束反应。然后经水洗、干燥和研磨制得产品。本发明专利技术产品可防止氧化亚铜在空气中氧化，还可有效调控海洋防污涂料中的氧化亚铜在海水中的释放率，减少氧化亚铜的浪费以及其对海洋环境的污染作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋防污涂料、水下涂料
具体是。
技术介绍
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。氧化亚铜能溶于海水，其在海水中的溶解速率约为250μ g/cm2. d，作为防止藤壶等海洋动物附着最有效的广谱防污剂，长期以来被大量应用于毒料释放型海洋防污涂料中。为了有效地阻止海洋生物在船舶等海洋结构物表面的附着污损，必须保证防污涂层表面能够具有一个大于10μ g/d. cm2的临界铜离子释放率[1]。为了实现这一目的，氧化亚铜在溶解型防污涂料中的质量百分比添加量达到40 50%，有的甚至高达70%。但是，防污涂层中大量的氧化亚铜却在船舶的航行过程中被过快地冲刷溶解掉了，造成大量的浪费。 氧化亚铜粉体表面亲水疏油，在油性涂料中难于均勻分散、易于沉降；与成膜物质的相容性差，容易使防污涂层出现空隙，导致涂层的力学性能下降。为了改善氧化亚铜在油性涂料中的分散和相容性能、以及涂层力学性能等，董磊等人曾采用3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、聚乙烯醇等对氧化亚铜进行了疏水改性，获得了良好的效果[2]。另外，氧化亚铜如果在空气中暴露会转变成氧化铜，而氧化铜在海水中的溶解度极小，只有13 X ΙΟ—3-。X 10_5 μ g/ml，远小于氧化亚铜在海水中的溶解度5. 4 μ g/ml。因而，一旦氧化亚铜转变成氧化铜，而被加入到防污漆中，存在于防污漆漆膜表面，不仅起不到防污作用，相反还会严重地阻止氧化亚铜的渗出释放，致使防污漆丧失防污效果。松香溶于许多有机溶剂，如乙醇、乙醚、丙酮、苯、二硫化碳、松节油、油类和碱溶液中，但不溶于水，微溶于热水。长期被作为一种优良的防污剂渗出助剂，混合添加在溶解型、 接触型及扩散型防污漆中。松香是有90%的松香酸组成，在pH8. 1-8. 3的海水中溶解速率为100 μ g/cm2. d。由于这些防污漆中松香的溶解，起到疏通防污剂溶解渗出的通道，达到连续不断地更新防污漆漆膜表面的作用，保证漆膜中防污剂的连续有效释放 ]。为了减少氧化亚铜的浪费，以及铜离子在近海和港口码头的沉积对海洋环境的污染，就需要有效地控制氧化亚铜在海水中的快速溶解和浪费。本专利技术利用松香在海水中的溶解性以及与有机溶剂、树脂的良好相容性，采用松香对氧化亚铜进行包覆处理，一方面可以实现对氧化亚铜的表面保护，防止其氧化转变为氧化铜，同时实现对氧化亚铜在海水中的可控缓释溶解；另一方面也可以改善氧化亚铜在油性涂料中与成膜物质的相容性、在涂料中的分散性、改善防污涂料的力学性能。参考文献1.刘登良，海洋涂料与涂装技术，2002，北京，化学工业出版社2.董磊，于良民，姜晓辉等，氧化亚铜的疏水改性及其对防污涂料性能的影响，中国腐蚀与防护学报，2008，观(1) 20-243.钱逢麟，竺玉书，涂料助剂-品种和性能手册，1990，北京，化学工业出版社
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供，本专利技术技术一方面可以防止氧化亚铜在空气中氧化转变为氧化铜，从而丧失防污性能，另一方面用于海洋防污涂料中，可以提高氧化亚铜在油性涂料中的相容性、分散均勻性和防沉降性，实现调控防污涂料中氧化亚铜在海水中的缓释溶解速率，减少氧化亚铜的浪费，充分发挥氧化亚铜的防污效率。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现，包括以下步骤①氧化亚铜均勻水分散体的制备在分散机罐体中加入100份去离子水和0. 5 5份的分散剂，然后在400 800rpm 的条件下搅拌并缓慢加入2 20份氧化亚铜粉体；加完后在1200 1600rpm条件下搅拌 15 30min，制得氧化亚铜的均勻水分散体；所述氧化亚铜粉体，其粒径为10纳米 10微米；②松香包覆的氧化亚铜粉体的制备将①制得的氧化亚铜的均勻水分散体移入到置于水浴内的四口烧瓶中，用100份去离子水冲洗分散机罐体使氧化亚铜的均勻水分散体全部移入到四口烧瓶中，以100 200rpm转速搅拌分散，同时将水浴温度升高至80 90°C，将松香丙酮溶液缓慢滴加入四口瓶中，包覆反应处理0. 5 2h，继续搅拌至冷却到室温；然后经水洗分离，50 60°C烘干、 研磨，制得松香包覆的氧化亚铜粉体；所述松香丙酮溶液中的松香与氧化亚铜均勻水分散体中的氧化亚铜的质量比为 0. 1 0. 5 (质量比越高包膜厚度越大，处理后氧化亚铜的颜色越浅)；所述的松香丙酮溶液浓度为0. 5g/ml-0. 7g/ml (即每500_700g的松香溶解于IL 丙酮的溶液)；上述各原材料用量按重量份计；所述分散剂为海川化工100、海川化工760、海川化工436、海川化工800、海川化工 5027、海川化工5040、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或六偏磷酸钠中的任意一种；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠中的任意一种；所述的松香为防污漆中应用的渗出助剂松香或石灰松香，石灰松香的酸价约为松香的一半，在海水中的溶解速度比松香更缓慢，可以进一步降低被包覆处理氧化亚铜的溶解释放速率。本专利技术的有益效果在于1)本专利技术的方法是一种合成方便、实用的方法，所涉及的基本原材料可以非常方便的在市场上购得；2)松香包覆处理后的氧化亚铜，能够防止氧化亚铜在储存运输过程中的氧化或受潮变质，保证氧化亚铜的使用效果；3)松香包覆氧化亚铜应用于海洋防污涂料，具有调控海洋防污涂料中的氧化亚铜在海水中的释放率，减少氧化亚铜的浪费以及其对海洋环境污染的作用；4)通过调控包覆松香的膜厚，以及不同程度包覆的氧化亚铜在防污涂料中的使用量，可以易于设计制备出满足不同应用条件的防污涂料产品；5)松香可以作为增塑剂改善防污涂料的力学性能。附图说明本专利技术仅有附图一张，其中图1为松香及包覆处理前后氧化亚铜的X射线衍射谱图。 具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明。下述实施例所用原料中的氧化亚铜为泰兴冶炼厂有限公司生产的工业级电解法氧化亚铜；松香为广州标格达实验室仪器用品有限公司经销的松香；分散剂为天津科密欧化学试剂有限公司生产销售的分析纯十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1第一步先在分散机罐体中加入IOOmL去离子水和Ig的分散剂十二烷基硫酸钠， 然后在分散机600rpm中速搅拌的条件下，缓慢加入IOg待处理的氧化亚铜粉体，在1200rpm 的转速下分散15min制得氧化亚铜的均勻水分散体，第二步然后将第一步制得的氧化亚铜的均勻水分散体移入到置于水浴内的四口烧瓶中，用IOOmL去离子水冲洗分散机罐体使氧化亚铜的均勻水分散体全部移入到四口烧瓶中，以200rpm转速搅拌分散，同时将水浴温度升高至90°C，待温度稳定后，按照松香与氧化亚铜的质量比=1 10的比例，取Ig松香溶解于2mL丙酮的松香丙酮溶液缓慢滴加入四口瓶中，包覆反应处理2h。然后在继续搅拌的条件下，降温冷却至室温结束反应。然后经水洗分离，60°C烘干，制本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种松香包覆处理氧化亚铜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①氧化亚铜均匀水分散体的制备：在分散机罐体中加入１００份去离子水和０．５～５份的分散剂，然后在４００～８００ｒｐｍ的条件下搅拌并加入２～２０份氧化亚铜粉体；加完后在１２００～１６００ｒｐｍ条件下搅拌１５～３０ｍｉｎ，制得氧化亚铜的均匀水分散体；所述氧化亚铜粉体，其粒径为１０纳米～１０微米；②松香包覆的氧化亚铜粉体的制备：将①制得的氧化亚铜的均匀水分散体移入到置于水浴内的四口烧瓶中，用１００份去离子水冲洗分散机罐体使氧化亚铜的均匀水分散体全部移入到四口烧瓶中，以１００～２００ｒｐｍ转速搅拌分散，同时将水浴温度升高至８０～９０℃，将松香丙酮溶液滴加入四口瓶中，包覆反应处理０．５～２ｈ，继续搅拌至冷却到室温；然后经水洗分离，５０～６０℃烘干、研磨，制得松香包覆的氧化亚铜粉体；所述松香丙酮溶液中的松香与氧化亚铜的均匀水分散体中的氧化亚铜的质量比为０．１～０．５；所述的松香丙酮溶液浓度为０．５ｇ／ｍｌ－０．７ｇ／ｍｌ；上述各原材料用量按重量份计。

【技术特征摘要】
1.一种松香包覆处理氧化亚铜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤①氧化亚铜均勻水分散体的制备在分散机罐体中加入100份去离子水和0. 5 5份的分散剂，然后在400 800rpm的条件下搅拌并加入2 20份氧化亚铜粉体；加完后在1200 1600rpm条件下搅拌15 30min，制得氧化亚铜的均勻水分散体；所述氧化亚铜粉体，其粒径为10纳米 10微米；②松香包覆的氧化亚铜粉体的制备将①制得的氧化亚铜的均勻水分散体移入到置于水浴内的四口烧瓶中，用100份去离子水冲洗分散机罐体使氧化亚铜的均勻水分散体全部移入到四口烧瓶中，以100 200rpm 转速搅拌分散，同时将水浴温度升高至80 90°C，将松香丙酮溶液滴加入四口瓶中，包覆反应处理0. 5 2h，继续搅拌至冷却到室温；然后经水洗分离，50 60°C...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占平，齐育红，冯旻，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：91