專利名稱：含微膠囊化辣椒素的防污涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含微膠囊化辣椒素的防污涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
通常的海洋防污技術(shù)是以毒料釋放型防污為主要途徑，通過(guò)涂料中可釋放的銅、錫、汞和鉛等防污劑，在材料周圍形成對(duì)海洋植物孢子以及海洋動(dòng)物幼蟲有毒殺作用的毒料濃度層，從而達(dá)到防污效果。
此類防污涂料在使用過(guò)程中，部分毒劑(如有機(jī)錫)會(huì)造成海水水體污染，引發(fā)生物變異，危機(jī)海洋食物鏈，對(duì)海洋生態(tài)平衡以及人類健康具有潛在的危害。從環(huán)保角度考慮，人們希望使用無(wú)公害防污技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋污損生物的防除。例如，近年來(lái)研究較多的含氟或含硅低表面自由能防污涂料，硅酸鹽防污涂料，含植物提取物的防污涂料，導(dǎo)電防污涂料等都是新型的環(huán)保型海洋防污涂料。
辣椒素是一種含香草酰胺的生物堿，天然辣椒素由辣椒素、二氫辣椒素、降二氫辣椒素、高二氫辣椒素、高辣椒素等系列同類物族所組成，其中反-8-甲基-N-香蘭基-6-壬烯基酰胺最具有強(qiáng)烈的辛辣味和非常強(qiáng)烈的刺激性，是辣椒果實(shí)中辛辣的主要化學(xué)成份，具有多種復(fù)雜的生理藥理學(xué)活性和生物功能①鎮(zhèn)痛高純度的辣椒堿對(duì)帶狀皰疹神經(jīng)痛、糖尿病神經(jīng)痛、癌癥神經(jīng)痛等有顯著療效，它是一種理想的鎮(zhèn)痛藥物，其在鎮(zhèn)痛方面的優(yōu)越性有希望替代嗎啡。②消炎辣椒堿對(duì)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎和慢性鼻炎等有良好的治療效果。③戒毒辣椒堿是一種不產(chǎn)生藥物依賴性的神經(jīng)類藥物，具有強(qiáng)大的戒毒和鎮(zhèn)痛功效，幾乎對(duì)所有毒癮都具有強(qiáng)大的戒毒作用。④防污辣椒素可以作海洋船舶防污劑，用來(lái)殺死粘附在船舶外表面的植物孢子或動(dòng)物幼蟲。
辣椒素作為一種穩(wěn)定的生物堿，該防污涂料與一般防污涂料的區(qū)別在于一般防污涂料以有機(jī)錫化合物等有機(jī)重金屬充當(dāng)殺蟲劑殺滅船體海洋附著生物，辣椒素防污涂料以從天然辣椒中提取的生物活性物質(zhì)為驅(qū)避劑，并不破壞海洋生物鏈；與現(xiàn)在已開(kāi)始廣泛使用的不含有機(jī)錫的防污涂料相比較，辣椒素防污涂料的技術(shù)優(yōu)勢(shì)也很明顯不含有機(jī)錫的防污漆僅僅是除去了有機(jī)錫一項(xiàng)，但因其的殺滅機(jī)制還未發(fā)生根本改變，所以其他的有機(jī)重金屬(鉛、銅等)的含量和以前一樣，而這些有機(jī)重金屬在日后很有可能隨時(shí)流入到海洋中，辣椒素防污涂料則不會(huì)。
盡管辣椒素存在上述優(yōu)勢(shì)，但是若將其直接加入涂料中，則會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題①因兩者之間的相容性問(wèn)題而使涂層的物理機(jī)械性能下降；②強(qiáng)烈的辛辣味不利于涂料生產(chǎn)者的操作；③防污效果的長(zhǎng)久性受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含微膠囊化辣椒素的防污涂料及其制備方法，用來(lái)克服現(xiàn)有材料的缺陷。
本發(fā)明的含微膠囊化辣椒素的防污涂料，其組份和重量份數(shù)如下粘結(jié)料 40～55份溶劑 11～33份分散劑 1.5～5.5份防沉劑 0.5～3.5份防污劑 20～30份所說(shuō)的粘結(jié)料選自氯醚樹脂或乙烯樹脂中的一種；所說(shuō)的溶劑為甲苯、二甲苯或乙酸乙酯等有機(jī)溶劑；所說(shuō)的分散劑為三磷酸鈉、偏硅酸鈉或聚乙二醇單醇；所說(shuō)的防沉劑為有機(jī)膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅或聚乙烯蠟；所說(shuō)的防污劑為微膠囊化辣椒素；所說(shuō)的微膠囊化辣椒素由囊芯和包裹在囊芯外的囊殼構(gòu)成，所說(shuō)的囊芯為辣椒素，囊殼為三聚氰胺甲醛樹脂，粒徑為35～55μm；囊核與囊芯的重量比為囊核∶囊芯＝1∶4～5。
所說(shuō)的辣椒素辣椒素是一種含香草酰胺的生物堿，天然辣椒素由辣椒素、二氫辣椒素、降二氫辣椒素、高二氫辣椒素、高辣椒素等系列同類物族所組成，其中反-8-甲基-N-香蘭基-6-壬烯基酰胺最具有強(qiáng)烈的辛辣味和非常強(qiáng)烈的刺激性，是辣椒果實(shí)中辛辣的主要化學(xué)成份，可采用市售產(chǎn)品，如上海憶匯化工有限公司的產(chǎn)品進(jìn)行制備。
上述的微膠囊化辣椒素的制備方法包括如下步驟(1)微膠囊化辣椒素的制備將辣椒素分散于水中，再加入密胺樹脂預(yù)聚物，攪拌，獲得一種穩(wěn)定的分散液，加熱到90～100℃，加熱時(shí)間為2～4小時(shí)，這時(shí)在辣椒素表面形成一層連續(xù)致密的樹脂薄膜，整個(gè)體系變?yōu)檎吵頎钗镔|(zhì)，放入干燥箱中，在100～110℃的溫度下干燥，即可得所需的微膠囊化辣椒素；含有辣椒素的水溶液中，辣椒素總的重量濃度為60～80％；密胺樹脂預(yù)聚物的重量用量為辣椒素的20～25％；所說(shuō)的密胺樹脂預(yù)聚物為一種低粘度的聚合物，該密胺樹脂預(yù)聚物的制備方法，在CN 03116283.5專利中已經(jīng)有公開(kāi)的報(bào)道，本發(fā)明不再贅述；(2)依次將上述各個(gè)組份按照上述比例投入高速分散砂磨機(jī)中，高速攪拌0.5～1小時(shí)，即獲得本發(fā)明的防污涂料。
本發(fā)明采用原位聚合法，以甲醛和三聚氰胺為原料，制備密胺樹脂為囊殼的微膠囊化辣椒素，并將其應(yīng)用到涂料中，制備新型環(huán)保的防污涂料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于合成微膠囊化防污劑所采用的材料均能滿足工業(yè)要求；微膠囊化防污劑的粒徑分布均勻，且粒徑分布為35-55μm，防污涂料制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、易于實(shí)施。采用本方法制備的防污涂料，可廣泛應(yīng)用于海洋船舶、海水冷卻管道、海水養(yǎng)殖和發(fā)電廠冷卻塔等領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在一帶有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的250ml三口燒瓶中，加入80g的甲醛溶液，8g甲醇及19g二乙醇胺，將此混合物加熱到90℃，保持2h，然后將21g三聚氰胺加入其中，在將上述混合物升溫至90℃，保持6h，制得密胺甲醛縮聚物，再加入40ml水，制得密胺樹脂預(yù)聚物。
取30g辣椒素分散于20ml水中，再加入10ml上述預(yù)縮液，攪拌均勻，使之成為一種穩(wěn)定的分散液，加熱到100℃，保持1h。在此過(guò)程中，預(yù)縮物漸漸變得不溶(伴有甲醛逸出)，同時(shí)緩慢均勻的在辣椒素表面形成一層連續(xù)致密的樹脂薄膜，整個(gè)體系變?yōu)檎吵頎钗镔|(zhì)，放入干燥箱中在100℃干燥。然后研磨成粉末，即得所需的微膠囊化辣椒素。
依次將氯醚樹脂55克，二甲苯21克，三磷酸鈉2.5克，有機(jī)膨潤(rùn)土1.5克，防污劑20克，照上述比例投入分散砂磨機(jī)中，攪拌0.75小時(shí)，即獲得本發(fā)明的防污涂料。按照GB 6822-86標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，結(jié)果如表1。
實(shí)施例2在一帶有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的250ml三口燒瓶中，加入90g的甲醛溶液，10g甲醇及23g二乙醇胺，將此混合物加熱到90℃，保持3h，然后將25g三聚氰胺加入其中，在將上述混合物升溫至90℃，保持6h，制得密胺甲醛縮聚物，再加入50ml水，制得密胺樹脂預(yù)聚物。
取40g辣椒素分散于57ml水中，再加入20ml上述預(yù)縮液，攪拌均勻，使之成為一種穩(wěn)定的分散液，加熱到100℃，保持3h。在此過(guò)程中，預(yù)縮物漸漸變得不溶(伴有甲醛逸出)，同時(shí)緩慢均勻的在辣椒素表面形成一層連續(xù)致密的樹脂薄膜，整個(gè)體系變?yōu)檎吵頎钗镔|(zhì)，放入干燥箱中在105℃干燥。然后研磨成粉末，即得所需的微膠囊化辣椒素。
依次將氯醚樹脂40克，二甲苯33克，三磷酸鈉1.5克，有機(jī)膨潤(rùn)土0.5克，防污劑25克，照上述比例投入分散砂磨機(jī)中，攪拌1小時(shí)，即獲得本發(fā)明的防污涂料。按照GB 6822-86標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，結(jié)果如表1。
實(shí)施例3在一帶有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的250ml三口燒瓶中，加入100g的甲醛溶液，12g甲醇及28g二乙醇胺，將此混合物加熱到90℃，保持4h，然后將30g三聚氰胺加入其中，在將上述混合物升溫至90℃，保持6h，制得密胺甲醛縮聚物，再加入60ml水，制得密胺樹脂預(yù)聚物。
取50g辣椒素分散于12.5ml水中，再加入30ml上述預(yù)縮液，攪拌均勻，使之成為一種穩(wěn)定的分散液，加熱到100℃，保持2h。在此過(guò)程中，預(yù)縮物漸漸變得不溶(伴有甲醛逸出)，同時(shí)緩慢均勻的在辣椒素表面形成一層連續(xù)致密的樹脂薄膜，整個(gè)體系變?yōu)檎吵頎钗镔|(zhì)，放入干燥箱中在110℃干燥。然后研磨成粉末，即得所需的微膠囊化辣椒素。
依次將氯醚樹脂50克，二甲苯11克，三磷酸鈉5.5克，有機(jī)膨潤(rùn)土3.5克，防污劑30克，照上述比例投入分散砂磨機(jī)中，攪拌1小時(shí)，即獲得本發(fā)明的防污涂料。按照GB 6822-86標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，結(jié)果如表1。
表1


權(quán)利要求
1.含微膠囊化辣椒素的防污涂料，其特征在于，組份和重量份數(shù)如下粘結(jié)料40～55份溶劑 11～33份分散劑1.5～5.5份防沉劑0.5～3.5份防污劑20～30份所說(shuō)的粘結(jié)料選自氯醚樹脂或乙烯樹脂中的一種；所說(shuō)的溶劑為甲苯、二甲苯或乙酸乙酯等有機(jī)溶劑；所說(shuō)的分散劑為三磷酸鈉、偏硅酸鈉或聚乙二醇單醇；所說(shuō)的防沉劑為有機(jī)膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅或聚乙烯蠟；所說(shuō)的防污劑為微膠囊化辣椒素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微膠囊化辣椒素的防污涂料，其特征在于，所說(shuō)的微膠囊化辣椒素由囊芯和包裹在囊芯的囊殼構(gòu)成，囊芯為辣椒素，囊殼為三聚氰胺甲醛樹脂，粒徑為35～55μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微膠囊化辣椒素的防污涂料，其特征在于，囊核與囊芯的重量比為囊核∶囊芯＝1∶4～5。
4.制備權(quán)利要求1、2或3所述的微膠囊化辣椒素的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)微膠囊化辣椒素的制備將辣椒素分散于水中，再加入密胺樹脂預(yù)聚物，攪拌，獲得一種穩(wěn)定的分散液，加熱到90～100℃，加熱時(shí)間為2～4小時(shí)，這時(shí)在辣椒素表面形成一層連續(xù)致密的樹脂薄膜，整個(gè)體系變?yōu)檎吵頎钗镔|(zhì)，放入干燥箱中，在100～110℃的溫度下干燥，即可得所需的微膠囊化辣椒素；(2)依次將上述各個(gè)組份按照上述比例投入高速分散砂磨機(jī)中，高速攪拌0.5～1小時(shí)，即獲得本發(fā)明的防污涂料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，含有辣椒素的水溶液中，辣椒素總的重量濃度為60～80％；密胺樹脂預(yù)聚物的重量用量為辣椒素的20～25％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含微膠囊化辣椒素的防污涂料及其制備方法，組份和重量份數(shù)如下粘結(jié)料40～55份，溶劑11～33份，分散劑1.5～5.5份，防沉劑0.5～3.5份，防污劑20～30份，粘結(jié)料選自氯醚樹脂或乙烯樹脂中的一種，溶劑為甲苯、二甲苯或乙酸乙酯等有機(jī)溶劑，分散劑為三磷酸鈉、偏硅酸鈉或聚乙二醇單醇，防沉劑為有機(jī)膨潤(rùn)土、氣相二氧化硅或聚乙烯蠟，防污劑為微膠囊化辣椒素。本發(fā)明采用原位聚合法，制備密胺樹脂為囊殼的微膠囊化辣椒素，并將其應(yīng)用到涂料中，防污涂料制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、易于實(shí)施。采用本方法制備的防污涂料，可廣泛應(yīng)用于海洋船舶、海水冷卻管道、海水養(yǎng)殖和發(fā)電廠冷卻塔等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09D5/16GK101081950SQ200710043669
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者王錦成, 陳思浩, 徐子成 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)