[发明专利]具有防腐防污功能的氧化亚铜/云母复合填料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属防腐涂料领域，具体涉及一种具有防腐防污功能的氧化亚铜/云母复合填料的制备方法。

背景技术

海洋对我国经济和社会发展起到巨大的推动作用，2014年全国海洋经济生产总值达到5.99万亿元。然而随着海洋经济发展的同时，海洋装备、设施中的金属构件都面临着严重的海洋腐蚀问题，同时对于接触海水部分的设施，海洋生物的附着也会对构件带来破坏，特别是船舶，表面附着大量海洋生物后将明显增加表面阻力，降低船速和仪器仪表的灵敏度，增加燃料消耗，堵塞进出水管路，腐蚀船体。因此，面向海洋环境的防腐防污(防生物附着)涂料的研制一直是研究人员关注的焦点。

在海洋防污方面，氧化亚铜是使用时间最长的防污材料之一，具有安全、价廉等优点。特别是随着纳米技术的发展，纳米氧化亚铜在防污涂料中获得了广泛应用。但纳米氧化亚铜在防污涂料中难以分散、容易团聚，而且铜离子释放快，对长期的防污效果产生不利影响。专利200510043885.4报道了一种包覆有机高分子的纳米氧化亚铜，其特征是氧化亚铜颗粒粒径为1～100nm，且它的表面包覆有机高分子，通过包覆解决了纳米粒子易团聚的问题，提高了抗氧化能力，同时纳米氧化亚铜与涂料成膜物具有更好的结合力，使涂料的力学性能更好。专利200610014552.3中报到了利用10-60nm氧化亚铜作为防污剂制备海洋防污涂料，将其与弹性丙烯酸水乳液、氯化石蜡、氧化铁红、气相二氧化硅等混合，并在一个含有玻璃珠的油漆振荡器中振动树脂溶液，获得的均匀涂料具有良好防污效果。而在海洋防腐涂料方面，云母作为一种重要的功能性填料已获得广泛应用。鳞片状云母能与树脂中的分子链相结合缠连，处于多层重叠平铺状态，与漆膜表面呈平行排列，形成一种致密的抗化学腐蚀和阳光辐射的保护层，阻止大气和潮气侵透，从而提高了漆膜的抗渗性和耐候性。此外，由于云母鳞片具有弹性，鳞片间能够滑动，从而防止了漆膜应力集中而龟裂，提高了漆膜的力学性、防腐性和耐久性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中纳米氧化亚铜在防污涂料中难以分散、容易团聚，而且铜离子释放快、对长期的防污效果产生不利影响，提供一种具有防腐防污功能的氧化亚铜/云母复合填料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种具有防腐防污功能的氧化亚铜/云母复合填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)把云母粉加入质量百分比浓度为70％的乙醇水溶液中，云母粉与乙醇水溶液质量为1:1；超声波处理30分钟后过滤，然后把过滤得到的云母粉加入到与上述乙醇水溶液同质量的乙醚中；超声波处理10分钟后过滤、烘干；

(2)把上述处理过的云母粉加入至体积比为3:1的浓硫酸与双氧水的混合物中，云母粉与该混合物的质量比为1:9～1:2；80℃下搅拌1～5小时后过滤，并用蒸馏水洗涤3次，干燥后获得活化云母粉；

(3)把聚乙烯吡咯烷酮加入至质量百分比浓度为10～30％的铜盐水溶液中，聚乙烯吡咯烷酮在铜盐水溶液中的质量百分比浓度为0.2～5％；搅拌30分钟后，加入水合肼，水合肼与铜离子摩尔比为1:3～1:1；反应5小时后获得沉淀，过滤后先用蒸馏水洗涤3次再用无水乙醇洗涤3次，干燥后制得氧化亚铜纳米颗粒；

(4)把氧化亚铜纳米颗粒分散到质量百分比浓度为0.2～2％的聚乙烯吡咯烷酮的无水乙醇溶液中，获得固含量为1～5％的氧化亚铜纳米颗粒分散液；然后加入质量为氧化亚铜纳米颗粒1.5倍的正硅酸乙酯，同时加入蒸馏水，蒸馏水与正硅酸乙酯摩尔比为1:4～1:10；用氨水把混合物pH值调至8，50℃下搅拌反应4～8小时后过滤、烘干；

(5)把活化云母粉分散到蒸馏水中，形成固含量为1～10％的分散液；然后加入步骤(4)中的产物，该产物与活化云母粉的质量比为1:100～1:10；80℃下搅拌反应5小时后，过滤、烘干；真空下500℃保温1～5小时，然后冷却，得到具有防腐防污功能的氧化亚铜/云母复合填料。

本发明中，所述步骤(1)中，所述云母粉的平均粒径为1～50微米。

本发明中，所述步骤(3)中，所述铜盐是硫酸铜、硝酸铜或醋酸铜中的任意一种。

本发明中，所述步骤(5)中，将真空下500℃保温1～5小时，改为在氮气气氛下500℃保温1～5小时。

发明实现原理描述：