[发明专利]一种抗菌防污剂及抗菌防污涂料

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种抗菌防污剂及抗菌防污涂料。

背景技术

随着海洋空间利用的进程加速，海洋混凝土结构工程，如码头、防浪堤、海上空港、海上灯塔、海底隧道和跨海大桥等应用越来越广泛。混凝土在长期的海水浸泡下，海洋中的各种生物，如海草、贝类、软体动物等会附着在其上面，由表层破坏引发深层破坏混凝土的结构，致使海洋混凝土结构受到严重的污损，不仅造成经济损失，而且对海洋混凝土结构安全性和耐久性造成严重危害。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种抗菌防污剂及抗菌防污涂料，有效利用了废弃物贝壳粉，扩大了其在海洋涂料方面应用领域，又实现了对海工混凝土的长久保护，延长了使用寿命。

对此，本发明采用的技术方案为：一种抗菌防污剂，所述抗菌防污剂为贝壳粉负载掺杂氧化镁的氧化锌复合粉体，包括贝壳粉、氧化镁和氧化锌，所述贝壳粉与氧化锌的质量比为(1～2)：1，所述氧化镁与氧化锌的摩尔比为(0.01～0.15)：1。

氧化锌是最早的用于抗菌的金属氧化物之一，具有良好的生物相容性、环境协调性和使用安全性。纳米氧化锌具有粒径小、比表面积大、表面原子数多、原子配位不足及高的表面能等特点，与有机抗菌剂相比，具有广谱、持久、安全、无毒的特点。氧化镁具有制备原料丰富、抗菌条件简单、本身无色无毒等优点。

贝壳是由95％的碳酸钙和少量蛋白质、多糖、甲壳素，经过煅烧的贝壳具有分散性、吸附性、无毒性的特点，其具有较大的表面积，孔隙均匀、气孔率高，使其具有一定的孔隙率，对大分子有机化合物和细菌具有较强的吸附能力，同时对纳米无机粒子有一定的吸附性，是一种最为适合的催化剂载体之一。

采用上述技术方案，所述抗菌防污剂采用贝壳粉负载掺杂氧化镁的氧化锌复合粉体，其结合了贝壳粉、氧化锌和氧化镁三者的优点，由于贝壳粉的特殊结构，提高了功能纳米粒子氧化锌掺杂氧化镁复合粉体的负载能力，是氧化锌和氧化镁产生了协同的抗菌作用，得到的抗菌防污剂，具有更好的抗菌防污性能。

作为本发明的进一步改进，所述抗菌防污剂包括含Eu³⁺的化合物，所述Eu³⁺与氧化锌的摩尔质量比为0.001～0.003:1。即所述抗菌防污剂为贝壳粉负载掺杂氧化镁和Eu³⁺的氧化锌复合粉体。采用此技术方案，其结合了贝壳粉、氧化锌、氧化镁和Eu³⁺的优点，掺杂氧化镁和Eu³⁺的氧化锌复合粉体，能在氧空位和镁掺杂引入的表面缺陷作为能量存储中心促进了氧化锌基质到Eu³⁺间的能量传递，经紫外光激发，可观察到Eu³⁺的特征发光。同时由于贝壳粉的特殊结构，提高了功能纳米粒子氧化锌掺杂氧化镁和Eu³⁺复合粉体的负载能力，得到的抗菌防污剂，具有更好的抗菌防污性能，又具备发光性能，可以起到海工警示的作用。

作为本发明的进一步改进，所述抗菌防污剂采用以下步骤制备得到：

步骤S1：制备可溶性铕盐溶液；

步骤S2：将可溶性锌盐、可溶性镁盐和贝壳粉加入到所述可溶性铕盐溶液中，并加入表面活性剂在25～40℃下搅拌30～60min，然后加入沉淀剂，搅拌30～90min，静置1～12h，抽滤，洗涤得到滤饼，将所述滤饼于80℃～100℃下干燥，然后置于300℃～700℃下进行煅烧1～4h，取出冷却至室温后研磨，到所述抗菌防污剂粉体。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，所述可溶性铕盐溶液为Eu(NO₃)₃溶液，所述Eu(NO₃)₃溶液的制备方法为：将氧化铕溶于浓硝酸中，加热搅拌约10min后溶解形成粘稠液体后，加入去离子水后继续加热蒸发过量的硝酸，至pH值呈中性，冷却至室温后，倒入称量瓶中加入去离子水，配置成Eu(NO₃)₃溶液。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，所述可溶性锌盐为乙酸锌、硫酸锌、氯化锌、溴化锌或硝酸锌中的至少一种；所述可溶性镁盐为氯化镁、硫酸镁、乙酸镁或硝酸镁中的至少一种；所述沉淀剂为碳酸氢铵、碳酸铵、氨水、碳酸钠或氢氧化钠中的至少一种。