[发明专利]一种导电海洋防污涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋防污涂料的制备和应用技术领域，特别是涉及导电海洋防污涂料的制备方法和应用。

背景技术

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。然而，目前使用的许多防污涂料，其所含可释放的防污毒剂(如有机锡、氧化亚铜)会造成海水水体污染，引发生物变异，危及海洋食物链，对海洋生态平衡以及人类健康具有潜在危害。因此，国际海事组织(IMO)第21届会议决定，2008年1月1日之后将彻底禁止使用含有机锡的防污涂料。针对这种情况，开发无锡、无毒的环保防污涂料成为防污涂料的发展方向。

电气石是以含硼为主的环状硅酸盐矿物，其化学式为Na(Mg，Fe，Mn，Li，Al)₃Al₆[Si₆O₁₈](BO₃)₃(OH，F)₄。1989年，日本学者Kubo发现并提出电气石具有永久性自发极化效应，其极化值不受外界电场影响，电气石粉末周围存在静电场。电气石的结晶体，一边是正电极，一边是负电极，处于不平衡状态，因此从负极不断地向正极流出电子，遇到水(包括空气中的水)立即向水中放电，水(H₂O)发生轻微的电解反应产生氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH^-)。氢离子被电气石负极吸引，与电子结合产生出氢原子、氢气，释放到空气中。另一方面氢氧离子与周围的水分子相结合，生成羟基离子(H₃O₂^-)，羟基离子单位分子膜具有氧化活性。从而为电气石作为工业矿物，尤其是在环境与健康领域应用开辟出崭新的途径。据日本纤研新闻报道^[1]，日本松下电器与一家矿石研究所合作，采用纳米级电气石和一种激发剂混入聚醋原液中生产出特殊涤纶，开发出一种在“静置”条件下能源源不断产生负氧离子的织物。日本日清纺织株式会社新推出的负氧离子产品“IONAGE”，是将放射性矿石电气石微粉化后，混炼加入附着在织物上。日本仓敷纺织株式会社将放射性矿微粉与远红外矿滑石粉分层附着在织物上，以提高织物的负离子化效果，生产出“HOLIC”织物，其A4纸大小的织物在空气中产生的负离子为150个/cm³，接近森林中负离子的效果^[2]。陈荣坤^[3]采用电气石、纳米TiO₂、纳米组装的无机抗菌剂、氧化铝的配比，把这几种原料混配后得到超细负离子空气净化材料。经检测，负离子发射率为2000个/cm³，将其按内墙涂料的1％添加，在面对国家标准10倍浓度的情况下，经检测120h对甲醛、氨、苯的去除率达90％以上。电气石用于居室等小环境的改善已实现了产业化^[4]。研究证明：由于自极化效应使得电气石具有一些环境功能属性，如在无源条件下可产生负离子，具有远红外发射功能，电磁屏蔽功能；调节水的pH值至中性；活化水分子等^[5]。在专利CN1454560中，电气石被加入到一种陶瓷水杯和餐具中，使得这种餐具能够具有电气石的功能，它能够释放空气负离子，提高水的活性，长期使用有益于人体健康^[6]。在专利US2004060141中，0.2％～0.4％(质量分数)的Ge、0.2％～0.4％(质量分数)的Zr、0.2％～0.4％(质量分数)的Be、1％～2％(质量分数)的电气石和96.8％～98.8％(质量分数)高分子基材料制备的空气负离子刷子，这种刷子可以释放大量的空气负离子，有益于人体健康^[7]。

至今，国内外尚未见将电气石用于制备导电海洋防污涂料的相关技术专利报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种在涂层表面形成完好的电场分布、健康环保、防止各种海洋生物附着的导电海洋防污涂料及其制备方法。

本发明的技术解决方案是，

导电海洋防污涂料由下述组分按照重量百分比混合分散制成：