一种防污涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种防污涂料，这种防污涂料中添加有非金属材料可以达到良好的防污效果，本发明专利技术涉及的非金属材料为纳米碳粉，纳米碳管，石墨粉和硅粉，这些材料的终浓度范围是0.1-5.0%(W/V)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物
，具体涉及一种防污涂料，该防污涂料涂在船壳及其他结构表面，阻止有害污垢有机体附着和生长浸没在水中尤其是海水中的结构。
技术介绍
海洋生物在海洋工程结构物表面生长继而对结构物的性能和能耗等方面带来危害的现象叫海洋生物污损。不仅对使用大量海水的陆基装置，而且对滨海装置，而更常见是对永久或长时间接触海水的任何物体，如船体和水产养殖绳、网箱和网，都是一个重大问题。事实上，海洋生物，如藻类、贝类等甲壳类动物，附着而生长于暴露的表面上，这损害了正常的功能发挥而使装置或物件劣化。具体而言，例如，它们可堵塞海水进入阀的入口，从而降低使用海水的陆基装置的吸水容量，或它们可以降低船体速率而由于附着所述船体增加其燃料的消耗。MIT科学家2012年发现某些纳米表面结构可以有效阻碍典型污损微生物的生长。由于纳米颗粒的表面能很高，易与其他原子结合，纳米颗粒与涂层形成较强的键合，增加了涂层的致密性及抗离子渗透性。通常纳米材料的表面还原电势高，极易使其周围产生原子态氧，也可以强烈吸附细菌体内酶蛋白分子中的一SH、一COOH等基团并与之反应，阻止了蛋白质的合成和能量来源，起到杀菌作用，从而增强涂层的防污能力。纳米材料与非纳米材料的组合使用也可能产生更好的防污效果。目前世界范围内新型防污技术层出不穷。最终比较环保的类型有可能寄希望于仿生表面微纳米结构。表面微纳米结构的性能取决于微纳米结构本身以及制备该表面微纳米结构的材料(生物高分子、金属、非金属等)。目前人们达到的技术层面距离仿生表面微纳米结构还比较远。比如有一定天然防污效果的鲨鱼皮具备十几平方米甚至几十平方米的面积，该表面布满了天然的微纳 米表面结构。这种表面纳米结构如果用于海洋工程结构物表面还有很多问题，比如不耐磨，不耐刮搽等。如果使用金属材料或其他硬质材料制备出来与鲨鱼皮类似的表面纳米结构，有可能同时解决防污和耐磨损等问题。非金属材料通常比金属材料(尤其是重金属材料)有较高的生物兼容性，利用非金属材料抑制生物污损的发生程度具有广阔的发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于拓展非金属材料在生物污损抑制领域中的技术应用，提供一种新型的防污涂料。本专利技术的防污涂料，在其基质中添加有具有保护性的非金属材料，所述的非金属材料为纳米碳粉、纳米碳管、石墨粉、硅粉中的一种或几种。所述非金属材料在基质中的添加浓度为0.1-5.0% (W/V)。所述纳米碳粉为平均粒径30纳米的无定形碳粉末。所述纳米碳管为羟基化双壁纳米碳管，外径2-4纳米。所述石墨粉粒径小于20微米。 所述硅粉粒径为200-400目。本专利技术防污涂料的基质可以是普通防污漆、防锈漆或其他底漆中的一种，将非金属材料混合于基质时，混合均匀非常重要。需要强力搅拌，来达到混合均匀的目的。搅拌时间依据不同的浓度有所不同，高浓度参杂需要强力搅拌，低浓度参杂搅拌较缓和但搅拌时间长。搅拌时间一般在30分钟到3小时。搅拌均匀后的涂料通过喷涂或涂抹用于目标结构物的表面。本专利技术的有益效果是，在防污涂料的基质中添加具有保护性的非金属材料，达到阻遏或延迟工程结构物表面生物污损发生的效果。这些材料添加到基质中混匀后，会在基质表面形成一定的微纳米表面结构。特定的表面微纳米结构以及形成这些表面结构的材料本身的性质构成防污的两个重要因素。通过上述两个因素与污损生物幼体的相互作用，或者与早期污损微生物之间的相互作用，来最终减少大型污损生物(如藤壶和牡蛎)幼体的附着或生长。本专利技术涉及的几种非金属材料市场购买价格比较低廉或适中，没有明显给防污涂料的制备增加成本。另外，研究表明非金属材料引发基因突变的能力一般要比金属材料明显来得低，从而具备更好的环保安全性(见两篇参考文献:(I) NanoPCR Observation:Different levels of DNA replication fidelity in nanoparticles—enhancedpolymerase chain reactions.Cenchao Shenj Wenjuan Yang, Qiaoli Jij Hisaji MakijAnjie Dong, Zhizhou Zhang*，Nanotechnology， 20 (2009) 455103 ； (2)A potentialuseful method for calculating relative safety index of nanoparticles.CenchaoShenj Wenjuan Yang, Qingdai Liuj Hisaji Makij Zhizhou Zhang*.1CBBE2009)o具体实施方式 下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。 具体实施例中使用的四种非金属材料分别是:(1)硅粉:粒径平均325目，纯度99%，购自Sigma-Aldrich (产品目录号21561-9) ; (2)纳米碳粉:平均粒径30纳米，纯度大于99%，购自Sigma-Aldrich (产品目录号633100-25G) ；(3)石墨粉:粒径小于20微米，购自Sigma-Aldrich(产品目录号282863-25G) ；(4)纳米碳管:双壁羟基化纳米碳管，外径2-4纳米，纯度大于60%，购自TimesNano (产品目录号TNDH)。实施例中基质使用的分别是威海钦灏涂料有限公司生产的氯化橡胶铁红防锈漆(型号QH009，执行标准GB/T6748-2008)、氯化橡胶铝粉防锈漆(型号QH008，执行标准GB/T6748-2008),以及普通防污漆(型号QH007-4，执行标准GB/T6722-2007，一年防污效果)。实施地点为山东省威海市高新区小石岛海域码头。实施时间为2012年4月至10月。实验方法:将本专利技术涉及的四种非金属材料，按照各实施例中的配方比例混合于相应的基质中，充分搅拌混匀，涂于船舶钢板表面，对照组为相应的不加任何非金属材料的基质，涂于船舶钢板表面，晾干3天后置于海水表面1.5米深度，观察半年。观察大型典型污损生物牡蛎和藤壶的附生程度，来判断防污涂料的防污效果。表格I实施例配方及防污效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防污涂料，包括基质，其特征在于，在基质中添加有具有保护性的非金属材料，所述的非金属材料为纳米碳粉、纳米碳管、石墨粉、硅粉中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.一种防污涂料，包括基质，其特征在于，在基质中添加有具有保护性的非金属材料，所述的非金属材料为纳米碳粉、纳米碳管、石墨粉、硅粉中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，所述非金属材料在基质中的添加浓度为 0.1-5.0%，ff/V03.根据权利要求1所述的防污涂料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治洲，王艺儒，张会敏，李佳宁，郭际家，刘佳君，王碧莹，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：