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1、(10)申请公布号 CN 103173055 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103173055 A *CN103173055A* (21)申请号 201310126666.7 (22)申请日 2013.04.12 C09D 5/16(2006.01) (71)申请人 哈尔滨工业大学 （威海） 地址 264209 山东省威海市文化西路 2 号 (72)发明人 张治洲 王艺儒 张会敏 李佳宁 郭际家 刘佳君 王碧莹 (74)专利代理机构 青岛高晓专利事务所 37104 代理人 宋文学 (54) 发明名称 一种防污涂料 (57) 摘要 本发明公开了一种防污涂料， 这种防污涂 料。
2、中添加有非金属材料可以达到良好的防污效 果， 本发明涉及的非金属材料为纳米碳粉， 纳米 碳管， 石墨粉和硅粉， 这些材料的终浓度范围是 0.1-5.0%(W/V)。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103173055 A CN 103173055 A *CN103173055A* 1/1 页 2 1. 一种防污涂料， 包括基质， 其特征在于， 在基质中添加有具有保护性的非金属材料， 所述的非金属材料为纳米碳粉、 纳米碳管、 石墨粉、 硅粉中的一种或几种。。
3、 2. 根据权利要求 1 所述的防污涂料， 其特征在于， 所述非金属材料在基质中的添加浓 度为 0.1-5.0% ， W/V。 3. 根据权利要求 1 所述的防污涂料， 其特征在于， 所述纳米碳粉为平均粒径 30 纳米的 无定形碳粉末。 4. 根据权利要求 1 所述的防污涂料， 其特征在于， 所述纳米碳管为羟基化双壁纳米碳 管， 外径 2-4 纳米。 5. 根据权利要求 1 所述的防污涂料， 其特征在于， 所述石墨粉粒径小于 20 微米。 6. 根据权利要求 1 所述的防污涂料， 其特征在于， 硅粉粒径为 200-400 目。 权 利 要 求 书 CN 103173055 A 2 1/3 页 。
4、3 一种防污涂料 技术领域 0001 本发明属于生物技术领域， 具体涉及一种防污涂料， 该防污涂料涂在船壳及其他 结构表面， 阻止有害污垢有机体附着和生长浸没在水中尤其是海水中的结构。 背景技术 0002 海洋生物在海洋工程结构物表面生长继而对结构物的性能和能耗等方面带来危 害的现象叫海洋生物污损。不仅对使用大量海水的陆基装置， 而且对滨海装置， 而更常见 是对永久或长时间接触海水的任何物体， 如船体和水产养殖绳、 网箱和网， 都是一个重大问 题。事实上， 海洋生物， 如藻类、 贝类等甲壳类动物， 附着而生长于暴露的表面上， 这损害了 正常的功能发挥而使装置或物件劣化。具体而言， 例如， 它们。
5、可堵塞海水进入阀的入口， 从 而降低使用海水的陆基装置的吸水容量， 或它们可以降低船体速率而由于附着所述船体增 加其燃料的消耗。 0003 MIT 科学家 2012 年发现某些纳米表面结构可以有效阻碍典型污损微生物的生长。 由于纳米颗粒的表面能很高， 易与其他原子结合， 纳米颗粒与涂层形成较强的键合， 增加了 涂层的致密性及抗离子渗透性。通常纳米材料的表面还原电势高， 极易使其周围产生原子 态氧， 也可以强烈吸附细菌体内酶蛋白分子中的SH、COOH 等基团并与之反应， 阻止了 蛋白质的合成和能量来源， 起到杀菌作用， 从而增强涂层的防污能力。 纳米材料与非纳米材 料的组合使用也可能产生更好的防。
6、污效果。 0004 目前世界范围内新型防污技术层出不穷。 最终比较环保的类型有可能寄希望于仿 生表面微纳米结构。 表面微纳米结构的性能取决于微纳米结构本身以及制备该表面微纳米 结构的材料 （生物高分子、 金属、 非金属等） 。目前人们达到的技术层面距离仿生表面微纳米 结构还比较远。比如有一定天然防污效果的鲨鱼皮具备十几平方米甚至几十平方米的面 积， 该表面布满了天然的微纳米表面结构。这种表面纳米结构如果用于海洋工程结构物表 面还有很多问题， 比如不耐磨， 不耐刮搽等。 如果使用金属材料或其他硬质材料制备出来与 鲨鱼皮类似的表面纳米结构， 有可能同时解决防污和耐磨损等问题。非金属材料通常比金 属。
7、材料 （尤其是重金属材料） 有较高的生物兼容性， 利用非金属材料抑制生物污损的发生程 度具有广阔的发展前景。 发明内容 0005 本发明的目的在于拓展非金属材料在生物污损抑制领域中的技术应用， 提供一种 新型的防污涂料。 0006 本发明的防污涂料， 在其基质中添加有具有保护性的非金属材料， 所述的非金属 材料为纳米碳粉、 纳米碳管、 石墨粉、 硅粉中的一种或几种。 0007 所述非金属材料在基质中的添加浓度为 0.1-5.0% （W/V） 。 0008 所述纳米碳粉为平均粒径 30 纳米的无定形碳粉末。 0009 所述纳米碳管为羟基化双壁纳米碳管， 外径 2-4 纳米。 说 明 书 CN 1。
8、03173055 A 3 2/3 页 4 0010 所述石墨粉粒径小于 20 微米。 0011 所述硅粉粒径为 200-400 目。 0012 本发明防污涂料的基质可以是普通防污漆、 防锈漆或其他底漆中的一种， 将非金 属材料混合于基质时， 混合均匀非常重要。需要强力搅拌， 来达到混合均匀的目的。搅拌时 间依据不同的浓度有所不同， 高浓度参杂需要强力搅拌， 低浓度参杂搅拌较缓和但搅拌时 间长。搅拌时间一般在 30 分钟到 3 小时。搅拌均匀后的涂料通过喷涂或涂抹用于目标结 构物的表面。 0013 本发明的有益效果是， 在防污涂料的基质中添加具有保护性的非金属材料， 达到 阻遏或延迟工程结构物表。
9、面生物污损发生的效果。这些材料添加到基质中混匀后， 会在基 质表面形成一定的微纳米表面结构。特定的表面微纳米结构以及形成这些表面结构的材 料本身的性质构成防污的两个重要因素。通过上述两个因素与污损生物幼体的相互作用， 或者与早期污损微生物之间的相互作用， 来最终减少大型污损生物 （如藤壶和牡蛎） 幼体的 附着或生长。本发明涉及的几种非金属材料市场购买价格比较低廉或适中， 没有明显给防 污涂料的制备增加成本。另外， 研究表明非金属材料引发基因突变的能力一般要比金属材 料明显来得低， 从而具备更好的环保安全性 （见两篇参考文献 ：（1） NanoPCR Observation: Different。
10、 levels of DNA replication fidelity in nanoparticles-enhanced polymerase chain reactions. Cenchao Shen, Wenjuan Yang, Qiaoli Ji, Hisaji Maki, Anjie Dong, Zhizhou Zhang*,Nanotechnology, 20 (2009) 455103 ； （2） A potential useful method for calculating relative safety index of nanoparticles. Cenchao Sh。
11、en, Wenjuan Yang, Qingdai Liu, Hisaji Maki, Zhizhou Zhang*. iCBBE2009） 。 具体实施方式 0014 下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。 0015 具体实施例中使用的四种非金属材料分别是 ：（1） 硅粉 ： 粒径平均 325 目， 纯度 99%， 购自 Sigma-Aldrich( 产品目录号 21561-9) ；（2） 纳米碳粉 ： 平均粒径 30 纳米， 纯度大 于 99%， 购自 Sigma-Aldrich( 产品目录号 633100-25G) ；（3） 石墨粉 ： 粒径小于 20 微米， 购 自 Sigma-A。
12、ldrich( 产品目录号 282863-25G) ；（4） 纳米碳管 ： 双壁羟基化纳米碳管， 外径 2-4 纳米， 纯度大于 60%， 购自 TimesNano( 产品目录号 TNDH)。 0016 实施例中基质使用的分别是威海钦灏涂料有限公司生产的氯化橡胶铁红防锈漆 （型号 QH009， 执行标准 GB/T6748-2008） 、 氯化橡胶铝粉防锈漆 （型号 QH008， 执行标准 GB/ T6748-2008） ， 以及普通防污漆 （型号QH007-4， 执行标准GB/T6722-2007， 一年防污效果） 。 0017 实施地点为山东省威海市高新区小石岛海域码头。实施时间为 2012 年 4 月至 10 月。 0018 实验方法 ： 将本发明涉及的四种非金属材料， 按照各实施例中的配方比例混合于 相应的基质中， 充分搅拌混匀， 涂于船舶钢板表面， 对照组为相应的不加任何非金属材料的 基质， 涂于船舶钢板表面， 晾干 3 天后置于海水表面 1.5 米深度， 观察半年。观察大型典型 污损生物牡蛎和藤壶的附生程度， 来判断防污涂料的防污效果。 0019 表格 1 实施例配方及防污效果 说 明 书 CN 103173055 A 4 3/3 页 5 说 明 书 CN 103173055 A 5 。