本发明涉及防污,尤其涉及一种环境友好型防污缓释材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、科学、合理地开发海洋资源,是海洋经济可持续发展的需要。海洋环境监测工作能够最大限度保护海洋环境不被污染,为海洋生物提供安全的生活环境;同时,加强对海洋环境的监测,可以为海洋能源等开发提供监测数据。
2、通常,海水水质评估都是通过ph值、溶解氧、全盐量、温度、电导率等参数来测定。但是,海洋环境是非常苛刻的腐蚀环境,除了海水引起的电化学腐蚀外,海洋生物繁殖及其代谢产物造成的生物污损腐蚀也是不可小觑的。在实际的海洋环境中,用于测定上述参数的传感器将会遭受生物污损的影响,大大降低传感器的灵敏度及使用寿命,增加传感器的维护成本。
3、为了避免传感器受到生物污损的影响,目前通常会在传感器上装配抗生物污损套件,从而防止海洋生物在传感器管路和进出水口进行生长,进而提高传感器的使用寿命。现用的防污剂为有机锡体系,有机锡毒性较大,环保性差,并且,目前的抗生物污损套件通常是将防污剂和工程塑料混合后,进行模压成型;或者通过防污液浸泡,导致防污剂释放较快,服役期较短。因此,目前亟需提供一种环境友好型防污缓释零件,以满足海洋传感器的使用要求。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种环境友好型防污缓释材料及其制备方法和应用。本发明提供的防污缓释材料环境友好,防污剂释放缓慢,能够对海洋传感器进行长时间保护,减少因海洋生物污损造成传感器灵敏度降低的现象,延长使用寿命。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
3、一种环境友好型防污缓释材料的制备方法,包括以下步骤:
4、将蒙脱石进行盐酸改性,得到酸改性蒙脱石;
5、将所述酸改性蒙脱石、水和防污剂混合进行液相插层,得到防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料;所述防污剂为辣椒素、喜树碱和4,5-二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或多种;
6、将所述防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料和聚乙烯混合进行模压成型,得到所述环境友好型防污缓释材料。
7、优选的,所述盐酸改性包括:将所述蒙脱石分散在盐酸溶液中进行加热搅拌;所述盐酸溶液的浓度为0.1~5mol/l。
8、优选的,所述加热搅拌的温度为70~90℃,时间为0.5~24h。
9、优选的,所述酸改性蒙脱石和防污剂的质量比为(0.5~2):(0.5~5)。
10、优选的,所述液相插层的温度为60~90℃,时间为24~32h;所述液相插层在搅拌条件下进行。
11、优选的,所述聚乙烯为高密度聚乙烯;所述防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料和聚乙烯的质量比为(1~8):(1~25)。
12、优选的,所述模压成型包括:将所述防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料和聚乙烯混合后添加到模具中,将装有混合料的模具依次进行加热和加压;所述加热的温度为150~180℃,保温时间为0.5~4h;所述加压的压力为5~40mpa,保压时间为10~30s。
13、本发明还提供了上述方案所述制备方法制备得到的环境友好型防污缓释材料,包括聚乙烯以及分散在聚乙烯中的防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料,所述防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料包括酸改性蒙脱石和负载在所述酸改性蒙脱石层间的防污剂。
14、本发明还提供了上述方案所述的环境友好型防污缓释材料在海洋传感器中的应用。
15、优选的,所述海洋传感器包括ctd电导率传感器。
16、本发明提供了一种环境友好型防污缓释材料的制备方法,包括以下步骤:将蒙脱石进行盐酸改性,得到酸改性蒙脱石;将所述酸改性蒙脱石、水和防污剂混合进行液相插层,得到防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料;所述防污剂为辣椒素、喜树碱和4,5-二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或多种;将所述防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料和聚乙烯混合进行模压成型,得到所述环境友好型防污缓释材料。本发明首先对蒙脱石进行盐酸改性,增加其片层间距,进而提高其对防污剂的负载性能,再利用层间吸附原理将环境友好型防污剂负载进入酸改性蒙脱石内部,制备纳米复合缓释材料,然后将制备的纳米复合缓释材料掺进聚乙烯材料中,通过模压成型的方式制备成相应结构的环境友好型防污缓释材料。本发明采用的防污剂为环境友好的辣椒素、喜树碱和4,5-二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(dcoit)中的一种或多种,避免了有机锡的使用,所得防污缓释材料无毒、无污染;并且,本发明将防污剂负载到蒙脱石中,能够控制层间防污剂的释放速度,实现缓慢释放的效果,将本发明的防污缓释材料装配到海洋传感器中,能够趋避传感器周围附着的海洋微生物,减少因海洋生物污损造成传感器灵敏度降低的现象,长时间保护其不受周围环境破坏,延长传感器的使用寿命。
17、本发明提供的制备方法操作简单,无需使用有毒试剂,成本较低。目前海洋传感器使用的防污材料通常需要依赖进口,进口防污材料不仅供货期长,而且价格昂贵,采用本发明的防污缓释材料能够降低成本,解决依赖进口的问题,满足市场需求。
1.一种环境友好型防污缓释材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述盐酸改性包括:将所述蒙脱石分散在盐酸溶液中进行加热搅拌;所述盐酸溶液的浓度为0.1~5mol/l。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述加热搅拌的温度为70~90℃,时间为0.5~24h。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述酸改性蒙脱石和防污剂的质量比为(0.5~2):(0.5~5)。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述液相插层的温度为60~90℃,时间为24~32h;所述液相插层在搅拌条件下进行。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述聚乙烯为高密度聚乙烯;所述防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料和聚乙烯的质量比为(1~8):(1~25)。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法,其特征在于,所述模压成型包括:将所述防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料和聚乙烯混合后添加到模具中,将装有混合料的模具依次进行加热和加压;所述加热的温度为150~180℃,保温时间为0.5~4h;所述加压的压力为5~40mpa,保压时间为10~30s。
8.权利要求1~7任意一项所述制备方法制备得到的环境友好型防污缓释材料,包括聚乙烯以及分散在聚乙烯中的防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料,所述防污剂-蒙脱石纳米复合缓释材料包括酸改性蒙脱石和负载在所述酸改性蒙脱石层间的防污剂。
9.权利要求8所述的环境友好型防污缓释材料在海洋传感器中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,所述海洋传感器包括ctd电导率传感器。
