[发明专利]一种聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒及制备方法。

背景技术

常见的防污涂料主要由树脂、防污剂、辅助材料、填充料和溶剂等组分组成，在金属表面形成涂膜后即为防污涂层。作为防污涂料的主要成为，在20世纪70年代，有机锡（TBT）丙烯酸树脂自抛光复合材料具有5年以上的防污有效期和保持船底光滑的特性。然而，有机锡涂料对海洋生态环境造成了重大的破坏，并可通过食物链危害人类健康。寻找环境友好型海洋防污涂料成为亟待解决的技术难题。

近几年有报道说海洋腐蚀起源于微生物，微生物的代谢产物加速了海洋中金属材料的腐蚀；另一方面金属材料浸入海水中，数小时内就会有微生物附着其上，并形成生物膜。随后各种海洋生物附着在生物膜上，导致材料的生物污损，从而发生海洋腐蚀。这为海洋防腐防污涂料的设计提供了新思路：纳米金属的抗菌性、聚邻氨基苯硫酚对宏生物的趋避性及导电性（电化学防腐蚀）用于海洋防腐防污技术。该纳米核壳复合材料用于海洋防污涂料中未见报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒及制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒是一种核壳自组装结构，内部为纳米金属，外部为聚邻氨基苯硫酚，其颗粒的粒径在20至50 nm；

所述的纳米金属是纳米铜、纳米银或纳米铋。

聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒的制备方法的步骤如下：

1）在冰浴环境下，将0.002-0.006 mol金属硝酸盐溶解于20-80mL 质量百分比浓度为2%-8%的分散-稳定剂溶液中，使用机械搅拌使上述混合液发泡，发泡量为分散-稳定剂溶液体积的5倍，取0.001-0.005 mol还原剂溶解于冰水，待溶解完全后将还原剂溶液逐滴滴入金属硝酸盐-分散剂溶液中，使反应液中的金属离子完全转变为金属单质；

2）上述反应完全后，将步骤1)中的反应液加入离心管，在2000 r/min转速下进行离心分离2-4 min，将所得胶体金属稀释100倍后作紫外分析，验证纳米金属颗粒的合成；

3）取0.0005-0.0015 mol邻氨基苯硫酚加入至1mol/L的盐酸溶液中，超声处理使其完全溶解，取等体积的邻氨基苯硫酚盐酸溶液与胶体金属混合，搅拌12小时使邻氨基苯硫酚上的巯基与纳米金属颗粒结合并分散均匀；

4）将氧化剂溶于水，然后在冰浴条件下，将氧化剂溶液逐滴滴加至步骤3）所得到的溶液，搅拌反应18-24个小时；

5）脱水后淋洗，得到聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒。

所述的金属硝酸盐是硝酸铜、硝酸银或硝酸铋。所述的分散-稳定剂是聚乙烯醇，聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或数种。所述的还原剂是硼氢化钠，所述的氧化剂是过硫酸铵。所述的脱水是离心脱水、压滤脱水或抽滤脱水。所述的胶体金属的分散剂是质量百分比浓度为2-8%的分散剂水溶液20-80mL。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1）制备纳米金属颗粒是采用泡沫分散法，通过控制发泡量有效地控制了纳米金属颗粒的粒径及反应的速率，并且可以得到浓度较高的胶体金属，拓展了纳米金属颗粒在杀菌防生物污损中的应用范围。

2）聚邻氨基苯硫酚作为纳米金属颗粒的保护剂，有效地阻止了将纳米金属颗粒做成涂料时发生的团聚，同时防止纳米金属颗粒的流失。

3）聚邻氨基苯硫酚具有分子链中的P电子共轭结构，胺或亚胺基团形成的极子离域到整个高分子链，使聚邻氨基苯硫酚具有较高的导电性。这种材料有利于电化学防腐。同时聚邻氨基苯硫酚具有对宏生物的趋避性。

4）本发明提供的聚邻氨基苯硫酚-纳米金属颗粒为基材的海洋防污涂料制备方法简便、安全、实验周期短、重现性较高。

附图说明：

图1是聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒结构图。

具体实施方式

聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒包括纳米金属颗粒、聚邻氨基苯硫酚。

所述的聚邻氨基苯硫酚是在其单体与纳米金属颗粒结合后，以过硫酸铵作为引发剂引发氧化聚合反应生成的。

所述复合颗粒的质量百分比计其组成为：纳米金属颗粒80.50%，聚邻氨基苯硫酚19.50%。