本公開涉及納米材料及涂層材料領(lǐng)域，具體涉及防污納米填料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建筑、船體、管道、石油平臺和海洋傳感器等設(shè)施海洋污損的問題日益明顯。海洋污損主要是由細(xì)菌、藻類、藤壺等海洋生物在水下設(shè)施表面大量積聚引起的。這些生物污染導(dǎo)致建筑表面的污垢不斷積累，造成管道堵塞，增加船舶航行的阻力和燃油使用量，促進(jìn)腐蝕的加劇等，這些都會給海事業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重問題。

2、防止海洋污垢最有效和最方便的方法是通過以可控速率釋放有毒殺菌分子的涂層來實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)的防污涂料主要依賴于含有重金屬(如銅和錫)的化合物，這些化合物通過緩慢釋放有毒物質(zhì)來抑制生物附著。然而，這些有毒物質(zhì)會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的污染，并對非目標(biāo)生物產(chǎn)生毒性影響。因此開發(fā)長期有效的，環(huán)境友好型的防污劑顯得極其重要。

3、現(xiàn)階段，由于防污劑通常是物理混入涂層中，其釋放速度難以控制，導(dǎo)致涂層的壽命短。納米材料可用于封裝在外部刺激下水解或破裂的防污劑，以控制防污劑的釋放。但是直接將殺菌劑封裝進(jìn)納米材料不能保證防污殺菌劑的有效負(fù)載且不能保證其具有長效殺菌性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本公開提供了一種防污納米填料及其制備方法。

2、本公開所述的防污納米填料，其原材料包括納米載體材料、防污殺菌劑；其特征在于，所述納米載體材料包括接枝天然有機(jī)化合物的納米載體材料，所述天然有機(jī)化合物包括天然抗菌醇類或酚類化合物及其衍生物中的至少一種。

3、在一些實(shí)施例中，所述天然有機(jī)化合物包括7-羥基-4-甲基香豆素、兒茶素、白藜蘆醇、薰衣草醇中的至少一種。

4、本公開所述的防污納米填料的制備方法，包括步驟1至步驟4：步驟1：純化納米載體材料；步驟2：對純化后的納米載體材料進(jìn)行改性；步驟3：將改性后的純化納米載體材料接枝天然有機(jī)化合物；步驟4：取步驟3所得產(chǎn)物負(fù)載防污殺菌劑，制得防污納米填料；其中，所述天然有機(jī)化合物包括天然抗菌醇類或酚類化合物及其衍生物中的至少一種。

5、在一些實(shí)施例中，所述天然有機(jī)化合物包括7-羥基-4-甲基香豆素、兒茶素、白藜蘆醇、薰衣草醇中的至少一種。

6、在一些實(shí)施例中，在步驟1中，所述純化納米載體材料通過包括埃洛石納米管、去離子水、六偏磷酸鈉在內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)得到。

7、在一些實(shí)施例中，所述步驟1為：將納米載體材料分散于去離子水中形成分散液1，將六偏磷酸鈉加入到所述分散液1中，調(diào)節(jié)所述分散液1的ph值為8～11，攪拌反應(yīng)12～24h；然后靜置4～8h；然后離心取上層清液；然后進(jìn)一步離心取上層溶液直到溶液呈中性，冷凍干燥得到固體沉淀，即為純化后的納米載體材料。

8、在一些實(shí)施例中，在步驟2中，所述改性過程通過包括純化后的埃洛石納米管、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、二甲基亞砜、琥珀酸酐在內(nèi)的材料在有機(jī)溶劑中反應(yīng)得到。

9、在一些實(shí)施例中，所述步驟2為：將純化后的納米載體材料分散在無水甲苯中形成混合物1，將所述混合物1用氬氣脫氣40～60min；將硅烷偶聯(lián)劑加入到所述混合物1中形成混合物2，將混合物2在氬氣氣氛中在100～120℃下攪拌并回流12～24h，得到混合物3；將所述混合物3離心、干燥，得到沉淀物；將所述沉淀物分散于二甲基亞砜中，然后加入琥珀酸酐、三乙胺，在40～80℃下攪拌48～60h，離心得到改性產(chǎn)物。

10、在一些實(shí)施例中，所述步驟3為：在三口燒瓶中加入乙酸丁酯、改性后的納米載體材料接枝、天然有機(jī)化合物，往三口燒瓶中填充氮?dú)獗３址磻?yīng)在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行，在60～100℃下回流攪拌反應(yīng)12～24h，然后在冷乙醇中沉淀，得到接枝產(chǎn)物。

11、在一些實(shí)施例中，所述步驟4為：將步驟3得到的接枝產(chǎn)物、防污殺菌劑、乙醇、無水甲苯、油酸、油胺加入到容器中形成混合物，再加入抗壞血酸，在50～80℃下持續(xù)攪拌30～60min，得到深色溶液，通過離心、洗滌、干燥，得到防污納米填料。

12、本公開至少包括如下有益效果：一是原料成本低廉、綠色環(huán)保；二是采用本公開所述的方法制備的防污納米填料具有良好的智能響應(yīng)效果，同時提升負(fù)載防污劑的防污效果；三是當(dāng)應(yīng)用于涂層時，可增強(qiáng)涂層的殺菌性和抗菌性，且能夠使提升防污周期，突顯其防污優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種防污納米填料，其原材料包括納米載體材料、防污殺菌劑；其特征在于，所述納米載體材料包括接枝天然有機(jī)化合物的納米載體材料，所述天然有機(jī)化合物包括天然抗菌醇類或酚類化合物及其衍生物中的至少一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污納米填料，其特征在于，所述天然有機(jī)化合物包括7-羥基-4-甲基香豆素、兒茶素、白藜蘆醇、薰衣草醇中的至少一種。

3.一種防污納米填料的制備方法，其特征在于，包括步驟1至步驟4：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防污納米填料的制備方法，其特征在于，所述天然有機(jī)化合物包括7-羥基-4-甲基香豆素、兒茶素、白藜蘆醇、薰衣草醇中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污納米填料的制備方法，其特征在于，在步驟1中，所述純化納米載體材料通過包括埃洛石納米管、去離子水、六偏磷酸鈉在內(nèi)的物質(zhì)反應(yīng)得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污納米填料的制備方法，其特征在于，所述步驟1為：將納米載體材料分散于去離子水中形成分散液1，將六偏磷酸鈉加入到所述分散液1中，調(diào)節(jié)所述分散液1的ph值為8～11，攪拌反應(yīng)12～24h；然后靜置4～8h；然后離心取上層清液；然后進(jìn)一步離心取上層溶液直到溶液呈中性，冷凍干燥得到固體沉淀，即為純化后的納米載體材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污納米填料的制備方法，其特征在于，在步驟2中，所述改性過程通過包括純化后的埃洛石納米管、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、二甲基亞砜、琥珀酸酐在內(nèi)的材料在有機(jī)溶劑中反應(yīng)得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污納米填料的制備方法，其特征在于，所述步驟2為：將純化后的納米載體材料分散在無水甲苯中形成混合物1，將所述混合物1用氬氣脫氣40～60min；將硅烷偶聯(lián)劑加入到所述混合物1中形成混合物2，將混合物2在氬氣氣氛中在100～120℃下攪拌并回流12～24h，得到混合物3；將所述混合物3離心、干燥，得到沉淀物；將所述沉淀物分散于二甲基亞砜中，然后加入琥珀酸酐、三乙胺，在40～80℃下攪拌48～60h，離心得到改性產(chǎn)物。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污納米填料的制備方法，其特征在于，所述步驟3為：在三口燒瓶中加入乙酸丁酯、改性后的納米載體材料接枝、天然有機(jī)化合物，往三口燒瓶中填充氮?dú)獗３址磻?yīng)在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行，在60～100℃下回流攪拌反應(yīng)12～24h，然后在冷乙醇中沉淀，得到接枝產(chǎn)物。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防污納米填料的制備方法，其特征在于，所述步驟4為：將步驟3得到的接枝產(chǎn)物、防污殺菌劑、乙醇、無水甲苯、油酸、油胺加入到容器中形成混合物，再加入抗壞血酸，在50～80℃下持續(xù)攪拌30～60min，得到深色溶液，通過離心、洗滌、干燥，得到防污納米填料。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了防污納米填料及其制備方法。所述防污納米填料，其原材料包括納米載體材料、防污殺菌劑；其特征在于，所述納米載體材料包括接枝天然有機(jī)化合物的納米載體材料，所述天然有機(jī)化合物包括天然抗菌醇類或酚類化合物及其衍生物中的至少一種。所述防污納米填料的制備方法，包括：純化納米載體材料；對純化后的納米載體材料進(jìn)行改性；將改性后的純化納米載體材料接枝天然有機(jī)化合物；取所得產(chǎn)物負(fù)載防污殺菌劑，制得防污納米填料；其中，所述天然有機(jī)化合物包括天然抗菌醇類或酚類化合物及其衍生物中的至少一種。采用本公開所述的方法制備的防污納米填料具有良好的智能響應(yīng)效果，并提升負(fù)載防污劑的防污效果。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧雅君,王世斌,吳銅順,黃壘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：集美大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9