[发明专利]杀生物气凝胶组合物在岸上油漆、涂料和密封剂中的用途

说明书

本发明涉及具有高至非常高负载量(55‑90％w/w)的经包封的杀生物和/或生物驱避剂化合物和非常低的热导率的二氧化硅气凝胶，并且涉及在防污组合物中制备和使用此类气凝胶的方法，其特别适于自然暴露于潮湿条件和/或水(包括海水)并因此容易污损的涂料(海洋油漆、涂料、密封剂、涂漆、木材保护或类似的控制浸出系统)。

技术领域

本发明涉及具有高至非常高负载量(55-90％w/w)的经包封的杀生物和/或生物驱避剂化合物和非常低的热导率的二氧化硅气凝胶，并且涉及在防污组合物中制备和使用此类气凝胶的方法，其特别适于自然暴露于潮湿条件和/或水(包括海水)并因此容易污损的涂料(海洋油漆、涂料、涂漆、木材保护)和密封剂。

背景技术

杀生物剂和生物驱避剂是用于防止海洋表面(船只、船舶和建筑物、装置(包括浸在水中的装置)、或其他区域)的不想要的生物有机体生长的物质。杀生物剂和生物驱避剂典型地被添加到比如保护性涂层、涂料和涂漆等产品中，这些产品可以被施加到易受这种不想要的生长影响的区域，并且还被添加到比如硅酮密封剂等弹性密封剂中，这些密封剂典型地被用于室内经常暴露于高湿度的区域，即比如厨房、浴室和厕所等″潮湿的房间″。

用于外部或内部使用而施加的保护性涂层典型地具有两个基本功能，保护和装饰。弹性密封剂典型地用于封闭非弹性表面比如瓷砖之间的接缝和裂缝，其中密封剂的功能是隐藏接缝或裂缝、吸收非弹性表面的沉积物并防止水分进入。因此，弹性密封剂也具有保护和装饰的基本功能。暴露于海水的轮船表面存在特殊问题，因为其倾向于使微生物、植物、藻类和动物沉降，由此增加了船舶的推进阻力，并且因此降低了速度或增加了燃料消耗。此生物过程被称为污损，并且可以分为两大组：微生物污损，其包含单细胞藻类和细菌的集落，经常被称为″粘泥″，以及大型生物污损，其包含植物(杂草)和动物污损两者。尤其是大型生物污损造成了与推进阻力有关的问题。

由于藤壶的大量侵袭所施加的推进阻力可能会使轮船的燃油消耗增加多达40％(The Economist[经济学人]技术季刊，2011年第3季度，2011年9月3日)。因此，由于降低了燃料成本和减少了CO₂排放，解决一般的污损问题对财务和环境均具有积极的影响，但是与此同时，由于大量杀生物化合物(包括重金属)不断释放到海洋中，出现了防污油漆的问题。

攻击生物有机体比如真菌和藻类(无论是在潮湿状态下还是在涂料或密封剂的表面)可能会损害涂膜或密封剂所提供的保护，以及其装饰效果。这种生物过程被称为污损。霉菌(Mold，mildew)是常见的真菌类型，其可以攻击经常变得潮湿的室内和室外表面。霉菌孢子可能成为严重的过敏问题并且随着时间的推移，霉菌和其他真菌破坏特别是基于木材的结构材料，所以有效地防止霉菌和其他类型的污损是重要的。

通常使用油漆、涂料和密封剂(其在表面上释放出具有活性的杀生物化合物)来防止上述类型的污损。杀生物剂是对微生物细胞有毒的化学化合物，并且因此防止不想要的微生物和大型生物(即污物)的生长，而不太频繁使用的生物驱避剂典型地具有相对较低的毒性，并且通过驱避或防止不想要的生物有机体远离另外将吸引污物的区域来起作用。

大多数防污化合物并非对所有类型的污物均有效，这是使用活性化合物的组合的原因。在传统的防污涂料和密封剂中，活性化合物的浸出很少遵循相同的衰减曲线。因此，在其使用寿命结束之前，涂料或密封剂可能只能部分成功地防止污损。

各种因素比如化学降解和由于从涂料或密封剂中洗出而导致的杀生物剂耗散限制了保护寿命，使其比涂料和密封剂应该保护的表面等的寿命短得多。因此，延长保护性涂层和密封剂的使用寿命具有高的价值。