[发明专利]改性纳米银粒子及其制备方法、硅烷类化合物及其制备方法、防污涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种改性纳米银粒子及其制备方法。所述改性纳米银粒子为树莓状结构，包括作为内核的纳米银粒子以及包覆在所述纳米银粒子外的单宁酸壳层，所述单宁酸壳层的表面负载纳米二氧化硅颗粒。本发明还提供一种硅烷类化合物及其制备方法。所述硅烷类化合物通过将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和(3‑氨丙基)三乙氧基硅烷在引发剂的引发下反应得到。本发明还提供一种防污涂料及其制备方法。所述防污涂料包括上述改性纳米银粒子和上述硅烷类化合物中的至少一种。改性纳米银粒子能够控制银离子的释放可控性，并改善银粒子与涂层的相容性，提高防污涂料的防污效果，减少对海洋环境的污染和破坏。

技术领域

本发明涉及纳米材料及涂层材料领域，具体地涉及改性纳米银材料及防污涂层材料领域。

背景技术

随着海洋产业的发展，建筑，船体，管道，石油平台和海洋传感器等海洋污损的问题日益明显。海洋污损主要是由于海洋动物，植物和微生物，如藤壶、藻类、菌类、贝类等在水下设施表面不良积累而引起的海洋生物污染，进而导致建筑表面的污垢不断积累，造成管道堵塞，增加船舶航行的阻力和燃油使用量，促进腐蚀的加剧等，这些都会给海事业带来巨大的经济损失和严重问题。

防止海洋污垢的最有效和方便的方法是通过以可控速率释放有毒分子的涂层来实现，以减少或抑制粘附的生物如细菌，藻类和软体动物的生长。但是该方法极有可能会影响海洋环境污染，影响其他海洋生物的生长和生存，因此开发低毒有效的，环境友好型的防污剂显得极其重要。

纳米银具有低毒性及优异的抗菌和防污活性，但是，现阶段银离子的释放可控性及与涂层的相容性不能得到很好的控制与改善，导致纳米银运用于防污涂层中会对海洋环境造成污染破坏，从而限制了纳米银在防污涂层中的运用。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种改性纳米银粒子及其制备方法和防污涂料，其能够控制银离子的释放可控性，并改善银粒子与涂层的相容性，提高防污涂料的防污效果，减少对海洋环境的污染和破坏。

为了达到上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种改性纳米银粒子，所述改性纳米银粒子为树莓状结构，包括作为内核的纳米银粒子以及包覆在所述纳米银粒子外的单宁酸壳层，所述单宁酸壳层的表面负载纳米二氧化硅颗粒。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种改性纳米银粒子的制备方法，用于制备上述改性纳米银粒子，包括以下步骤：步骤10，将硝酸银与聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇中进行反应，得到纳米银粒子；步骤20，将步骤10得到的纳米银粒子分散于乙醇中，加入单宁酸的乙醇溶液进行反应，得到经单宁酸改性的具有核壳结构的纳米银粒子；步骤30，将步骤20得到的经单宁酸改性的具有核壳结构的纳米银粒子分散于乙醇中，加水后再加入正硅酸乙酯的乙醇溶液进行反应，得到所述改性纳米银粒子。

在本发明的又一方面，本发明提供了一种硅烷类化合物，通过将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和(3-氨丙基)三乙氧基硅烷在引发剂的引发下反应得到。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种硅烷类化合物的制备方法，用于制备上述硅烷类化合物，包括以下步骤：步骤40，将甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在引发剂的引发下进行反应，得到中间化合物；步骤50，将步骤40得到的中间化合物与 (3-氨丙基)三乙氧基硅烷进行反应，得到所述硅烷类化合物。

在本发明的还一方面，本发明提供了一种防污涂料，包括上述改性纳米银粒子和上述硅烷类化合物中的至少一种。