[发明专利]一种用于海洋设施防污的防污剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防污剂，更具体的说，涉及一种用于海洋设施防污的防污剂及其制备方法。

背景技术

海洋生物在海洋设施表面的附着和生长被称为海洋生物污损，海洋生物污损有加大船舶航行阻力，堵塞管道和养殖网具，影响声学仪器以及其他海上设备的正常使用，增加海洋石油和天然气开采平台的负担，加速金属腐蚀等严重危害，从而造成海洋军事活动、海洋运输、工业和水产养殖生产等产生巨大损失（马士德,等.舰船的生物附着与腐蚀调查[J].海洋学报,1996(1):18-21）。据统计，全世界范围内每年由海洋生物污损造成的损失大约为500亿美元。因此，对海洋防污问题的研究是海洋运输、海洋工程及海洋渔业等领域中重要课题。

目前，海洋防污技术中最经济、最简便有效的方法是在海洋设施的表面涂装含有防污剂的防污涂料，而防污涂料产品的研发中最重要的就是选择合适的防污剂。

传统的防污涂料种类很多，其中无机类防污涂料主要包括氧化亚铜、氧化汞、氯化锌等，有机类防污涂料主要包括有机锡化合物（如TBT）、有机氯化合物（如DDT）等。其中有机锡化合物是已经使用多年的主要海洋防污剂，其防污效果可达五年以上，但后来的研究发现，锡会对海洋生态环境造成影响。目前，国际海事组织已禁止了有机锡在海洋防污涂料中的应用。现今80%海洋防污涂料都是采用氧化亚铜作为防污剂。氧化亚铜的用量占涂料中不挥发成分的30-60%，但由于氧化亚铜比重大、亲水性强，容易产生沉降，释放到水体中，对防污涂料的使用造成影响。同时，过多的氧化亚铜释放到水体中，易造成水体重金属积累，具有潜在的污染性，因此，国际海事组织于2012年开始限制氧化亚铜的使用。可见，开发新型的无毒或低毒防污剂已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是克服现有防污剂的缺点，而提供一种用于海洋设施防污的防污剂，该防污剂中的三（2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基）乙基）胺和金属形成的配合物具有三脚架型结构，性质稳定，防污效果好，且具有无毒或低毒的特点。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案是：

一种用于海洋设施防污的防污剂，其特征在于，所述防污剂为由三（2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基）乙基）胺和金属形成的配合物在溶剂中形成的纳米颗粒悬浮液，

其化学结构式为：

其中，M为金属离子。

在本发明的一更优选实施例中，所述M为过渡金属离子。

在本发明的一进一步的优选实施例中，所述过渡金属离子为银、铜、锌离子中的一种。

在本发明的一优选实施例中，所述溶剂为蒸馏水和DMF的混合溶液，

在本发明的一更优选实施例中，蒸馏水和DMF的体积比V_水/V_DMF为100/1。

在本发明的一优选实施例中，所述纳米颗粒悬浮液中配合物的浓度为20~50mg/L。

本发明的另一目的是提供一种用于海洋设施防污的防污剂的制备法，该方法包括以下步骤：

1）制备三（2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基）乙基）胺：

将吡啶硫酮钠溶于溶剂中后，与三（2-氯乙基）胺的盐在碱存在下，反应1-4小时，直至出现沉淀且沉淀量不再增加为止，停止反应，反应生成的三（2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基）乙基）胺经纯化用于下一步反应；

反应方程式如为：

2）制备三（2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基）乙基）胺和金属离子的配合物：

将步骤1）制备所得的三（2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基）乙基）胺溶于氯仿中，向其中滴加金属离子的溶液，滴加完毕后继续在室温下搅拌反应2~4小时，直至出现沉淀且沉淀量不再增加，停止反应，反应生成的三（2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基）乙基）胺和过渡金属的配合物经纯化用于下一步反应。

3）制备配合物的纳米颗粒悬浮液：

将步骤2）制备所得的配合物溶于溶剂中，超声30~60分钟，即得到三（2-(N-氧化物-吡啶基-2-硫基）乙基）胺和过渡金属的配合物的纳米颗粒悬浮液。

在本发明的一优选实施例中，所述制备方法，步骤1）中，三（2-氯乙基）胺的盐为三（2-氯乙基）胺盐酸盐或三（2-氯乙基）胺硫酸盐中的一种。

在本发明的一优选实施例中，所述制备方法，步骤1）中，所述溶剂为甲醇，乙醇或丙醇，异丙醇中的一种或两种以上的混合物。