一种防污微胶囊、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及海洋防污及修复技术领域，尤其涉及一种防污微胶囊、其制备方法及应用，所述防污微胶囊包括囊芯和包裹所述囊芯的囊壁；所述囊芯包括吸水树脂、硅油和防污剂；所述防污剂选自辣椒素、DCOIT、单宁酸、单宁酸铜、单宁酸锌、纳米氧化锌、纳米氧化钛和纳米氧化镁中的一种或几种；所述囊壁为聚氨酯树脂。本发明专利技术提供的防污微胶囊的囊壁在水体环境下可以水解，释放其中的囊芯，从而进行水体的防污。将这种防污微胶囊与荧光粉以及树脂基体配合制备仿生防污涂料，可以使得到的仿生防污涂层具有较优的疏水性能和防污性能，有效抑制细菌、藻类和蛋白质的附着，实现仿生防污。

An antifouling microcapsule, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种防污微胶囊、其制备方法及应用
本专利技术涉及海洋防污及修复
，尤其涉及一种防污微胶囊、其制备方法及应用。
技术介绍
海洋生物污损问题是制约深度开发海洋资源的主要瓶颈之一。海洋中的污损生物，是指栖息、附着及生长在船底、码头、浮标和各类人工设施上，对人类经济活动产生不利影响的动物、植物、微生物的总称。这些污损生物的附着对全世界的海洋工程体系危害影响很大，造成全世界范围内大规模的经济损失：如增加船舶油耗使得声呐设备无法工作；堵塞海水输送管道，加大运行费用等；是制约海洋经济发展和维护海防安全的技术瓶颈。因此海洋防止污损及修复的技术应用而生，迫在眉睫。微胶囊其独特的表面结构具有优良的疏水性能，同时还可以负载防污剂达到防污的效果，可以应用于海洋防污涂料，对海洋污损生物的防治起着关键性的作用。现有的防污微胶囊合成过程一般需要高温加热、工艺复杂且使用试剂药品繁多，得到的防污微胶囊的包覆率和防污性能仍然有待于提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种防污微胶囊、其制备方法及应用，本专利技术制备得到的防污微胶囊具有较优的防污性能。本专利技术提供了一种防污微胶囊，包括囊芯和包裹所述囊芯的囊壁；所述囊芯包括吸水树脂、硅油和防污剂；所述防污剂选自辣椒素、DCOIT、单宁酸、单宁酸铜、单宁酸锌、纳米氧化锌、纳米氧化钛和纳米氧化镁中的一种或几种；所述囊壁为可水解聚氨酯树脂。优选的，所述吸水树脂包括淀粉接枝丙烯酸盐、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素和交联型羟乙基纤维素中的一种或者多种。本专利技术还提供了一种防污微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将凝固浴与混合液在室温下反应，得到防污微胶囊；所述凝固浴包括异氰酸酯溶液；所述混合液包括含有羟基的树脂溶液、吸水树脂、硅油和防污剂。优选的，所述异氰酸酯溶液的浓度为1～15wt％；所述异氰酸酯溶液中的溶剂包括水、甲苯、二甲苯、苯乙烯、石脑油、醋酸乙酯、二甲基亚砜、苯二甲酸二辛醋、苯二甲酸二烯丙醋、邻苯二甲酸二丁醋、丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚一种或几种。优选的，所述含有羟基的树脂溶液按照以下方法进行制备：将含有羟基的树脂与溶剂在50～100℃下混合15～60min，得到含有羟基的树脂溶液；所述含有羟基的树脂包括聚乙烯醇树脂、酚醛树脂、聚乙二醇树脂、羟甲基聚苯乙烯树脂和聚甲基丙烯酸羟乙酯树脂中的一种或几种；所述溶剂包括甲苯、二甲苯、苯乙烯、石脑油、醋酸乙酯、二甲基亚砜、苯二甲酸二辛醋、苯二甲酸二烯丙醋、邻苯二甲酸二丁醋、丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚一种或几种。优选的，所述混合液按照以下方法进行制备：将含有羟基的树脂溶液、吸水树脂、硅油和防污剂混合，搅拌后得到所述混合液；所述搅拌的速度为1500～3000r/min，所述搅拌的时间为30～300min；所述搅拌后的混合液中的颗粒细度为1～5μm。优选的，所述含有羟基的树脂溶液中的含有羟基的树脂、吸水树脂、硅油和防污剂的质量比为4.5～9.0：0.5～5.5：1.0～3.0：1.0～3.5；所述异氰酸酯溶液中的异氰酸酯与含有羟基的树脂溶液中的含有羟基的树脂的质量比为1.5～6.0：4.5～9.0。本专利技术还提供了一种仿生防污涂料，包括：防污微胶囊15～50wt％；树脂基体25～50wt％；荧光粉5～36wt％；余量的稀释剂；所述防污微胶囊为上文所述的防污微胶囊或上文所述的制备方法制备的防污微胶囊。优选的，所述树脂基体选自环氧聚硅氧烷树脂、氟改性聚酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸环氧树脂、水性环氧树脂和水性丙烯酸树脂中的一种或几种；所述荧光粉包括黄绿色储能荧光粉、稀土长效荧光粉和隐形荧光粉中的一种或者几种。本专利技术还提供了一种仿生防污涂层，由上文所述的仿生防污涂料涂布制得。本专利技术提供了一种防污微胶囊，包括囊芯和包裹所述囊芯的囊壁；所述囊芯包括吸水树脂、硅油和防污剂；所述防污剂选自辣椒素、DCOIT、单宁酸、单宁酸铜、单宁酸锌、纳米氧化锌、纳米氧化钛和纳米氧化镁中的一种或几种；所述囊壁为聚氨酯树脂。本专利技术提供的防污微胶囊的囊壁在水体环境下可以水解，释放其中的囊芯，从而进行水体的防污。将这种防污微胶囊与荧光粉以及树脂基体配合制备仿生防污涂料，可以使得到的仿生防污涂层具有较优的疏水性能和防污性能，有效抑制细菌、藻类和蛋白质的附着，实现仿生防污。本专利技术还提供了一种上文所述的防污微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将凝固浴与混合液在室温下反应，得到防污微胶囊；所述凝固浴包括异氰酸酯溶液；所述混合液包括含有羟基的树脂溶液、吸水树脂、硅油和防污剂。本专利技术提供的防污微胶囊的制备方法只需要在室温反应就可以得到包覆率高的微胶囊产品，同时，采用的原料种类较少，工艺简单，成本低，易实现规模化生产。实验结果表明，本专利技术制备得到的仿生防污涂料的接触角在124°以上，三个月以后，防污微胶囊的缓释效率大于58％，仿生防污涂层的菌类附着量不高于6.9％，藻类附着量不高于9％，蛋白质附着量不高于16.7％。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种防污微胶囊，包括囊芯和包裹所述囊芯的囊壁；所述囊芯包括吸水树脂、硅油和防污剂；所述防污剂选自辣椒素、DCOIT、单宁酸、单宁酸铜、单宁酸锌、纳米氧化锌、纳米氧化钛和纳米氧化镁中的一种或几种；所述囊壁为聚氨酯树脂。在本专利技术的实施例中，所述吸水树脂包括淀粉接枝丙烯酸盐、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素和交联型羟乙基纤维素中的一种或者多种。在某些实施例中，所述淀粉接枝丙烯酸盐为淀粉接枝丙烯酸钠。在本专利技术的某些实施例中，所述硅油包括乙基硅油、苯基硅油、二甲基硅油、甲基含氢硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油和含氰硅油中的一种或几种。所述防污剂选自辣椒素、DCOIT、单宁酸、单宁酸铜、单宁酸锌、纳米氧化锌、纳米氧化钛和纳米氧化镁中的一种或几种。在本专利技术的某些实施例中，所述吸水树脂、硅油和防污剂的质量比为0.5～5.5：1.0～3.0：1.0～3.5。在某些实施例中，所述吸水树脂、硅油和防污剂的质量比为5.0：2.5：3.0、5.2：2.8：2.8、4.8：2.0：3.5、3.8：1.8：2.3、2.8：1.3：1.8、2.5：1.3：1.6、2.0：1.0：1.2或0.9：1.2：1.8。本专利技术提供的防污微胶囊的囊壁为可水解聚氨酯树脂。在某些实施例中，所述囊壁为含有羟基的树脂和异氰酸酯交联反应得到的可水解聚氨酯树脂。在本专利技术中，所述防污微胶囊的粒径为1.3～6.1μm。本专利技术还提供了一种上文所述的防污微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将凝固浴与混合液在室温下反应，得到防污微胶囊；所述凝固浴包括异氰酸酯溶液；所述混合液包括含有羟基的树脂溶液、吸水树脂、硅油和防污剂。本专利技术制备防污微胶囊用到的原料仅为凝固浴与混合液。本专利技术中，所述凝固浴包括异氰酸酯溶液。在本专利技术的实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防污微胶囊，包括囊芯和包裹所述囊芯的囊壁；所述囊芯包括吸水树脂、硅油和防污剂；所述防污剂选自辣椒素、DCOIT、单宁酸、单宁酸铜、单宁酸锌、纳米氧化锌、纳米氧化钛和纳米氧化镁中的一种或几种；所述囊壁为可水解聚氨酯树脂。

【技术特征摘要】
1.一种防污微胶囊，包括囊芯和包裹所述囊芯的囊壁；所述囊芯包括吸水树脂、硅油和防污剂；所述防污剂选自辣椒素、DCOIT、单宁酸、单宁酸铜、单宁酸锌、纳米氧化锌、纳米氧化钛和纳米氧化镁中的一种或几种；所述囊壁为可水解聚氨酯树脂。2.根据权利要求1所述的防污微胶囊，其特征在于，所述吸水树脂包括淀粉接枝丙烯酸盐、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素和交联型羟乙基纤维素中的一种或者多种。3.一种防污微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将凝固浴与混合液在室温下反应，得到防污微胶囊；所述凝固浴包括异氰酸酯溶液；所述混合液包括含有羟基的树脂溶液、吸水树脂、硅油和防污剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯溶液的浓度为1～15wt％；所述异氰酸酯溶液中的溶剂包括水、甲苯、二甲苯、苯乙烯、石脑油、醋酸乙酯、二甲基亚砜、苯二甲酸二辛醋、苯二甲酸二烯丙醋、邻苯二甲酸二丁醋、丙烯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚和苯基缩水甘油醚一种或几种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含有羟基的树脂溶液按照以下方法进行制备：将含有羟基的树脂与溶剂在50～100℃下混合15～60min，得到含有羟基的树脂溶液；所述含有羟基的树脂包括聚乙烯醇树脂、酚醛树脂、聚乙二醇树脂、羟甲基聚苯乙烯树脂和聚甲基丙烯酸羟乙酯树脂中的一种或几种；所述溶剂包括甲苯、二甲苯、苯乙烯、石脑油、醋酸乙酯、二甲基亚砜、苯二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪国庆，郭泽慧，姜宏，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：海南,46