[發明專利]一種基于環境友好型納米容器的自愈合涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201610194208.0
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105623475B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 錢備;劉成寶;宋祖偉
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D7/61;C09D7/65
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本發明設計了一種基于環境友好型納米容器的自愈合涂層，屬于金屬防腐涂層領域。其特征在于：采用層層自組裝的方法將殼聚糖和聚天冬氨酸交替沉積在納米二氧化硅材料表面，將層層組裝的納米二氧化硅材料離心、去離子水洗、干燥，得到環境友好型納米容器，將環境友好型納米容器與稀釋劑按照一定比例混合，超聲分散得到組分一；將環氧樹脂、分散劑和流平劑添加到組分一中，混合均勻后添加固化劑，得到分散均勻的自愈合涂層。采用本發明制得的自愈合涂層所用的原材料綠色環保，廉價易得；納米容器中的緩蝕劑負載量大；在涂層破損微區，負載緩蝕劑的納米容器能夠釋放出緩蝕劑分子吸附在金屬表面形成保護膜，起到一定的自愈合作用。

技術領域

本發明屬于金屬防腐涂層，具體涉及一種基于環境友好型納米容器的自愈合涂層的制備方法。

背景技術

有機防腐涂層在長期使用過程中，會遭受磨損、磨耗和磨蝕，容易發生鼓泡、針孔和微裂紋等現象，從而使小面積的金屬暴露在腐蝕介質中，引發局部腐蝕，導致涂層提前失效。近年來，人們針對智能自愈合防腐涂層的研究逐年增多，該類涂層破裂時，分散在涂層中的功能性微球或納米容器能夠釋放愈合劑或緩蝕劑，在金屬表面生成保護膜，阻止或減緩金屬的腐蝕過程。自愈合涂層成為改善涂層防腐效果的一種新穎而有效的方法。

人們針對自愈合防腐涂層的研究大致可以分為兩類：一類是利用高分子微球或納米容器封裝聚合劑，聚合劑如二環戊二烯、環氧樹脂、異氰酸酯、亞麻籽油等在催化劑或固化劑的作用下，發生水解、交聯和聚合等反應生成高分子聚合物填堵在涂層的微裂紋處，隔離腐蝕性介質與金屬，起到防腐的效果；另一類是利用高分子微球或納米容器封裝緩蝕劑并將其分散到涂層中。緩蝕劑分子中的N、S、O等供電子基團與金屬形成配位共價鍵而產生化學吸附；帶電的緩蝕劑基團與帶有相反電荷的金屬產生物理吸附；物理吸附和化學吸附的共同作用使微量的緩蝕劑分子覆蓋在金屬表面，保護涂層微裂紋處與腐蝕介質接觸的金屬基體。

目前關于自愈合防腐涂層制備的報導很多，采用層層自組裝法制備封裝緩蝕劑納米容器的方法也有很多，但多數采用高分子聚電解質陽離子（如聚乙烯亞胺PEI）、高分子聚電解質陰離子（如聚苯乙烯磺酸鈉PSS）和小分子緩蝕劑（如苯并三氮唑BTA、8-羥基喹啉）交替沉積在納米二氧化硅SiO2表面來制備納米容器。傳統納米容器的制備步驟過于繁瑣，采用的小分子緩蝕劑大多數是有毒物質。

發明內容

本發明的目的是，根據現有納米容器制備過程中存在的問題，本發明提出一種基于環境友好型納米容器的自愈合涂層的制備方法；此法制備的水性環氧樹脂涂層具有綠色環保、制備工藝簡單等特點，可廣泛應用于船舶工業和核電工業等金屬防腐涂料領域。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明先采用層層自組裝法將殼聚糖和聚天冬氨酸交替沉積在納米二氧化硅材料表面，得到環境友好型納米容器，再將環境友好型納米容器與稀釋劑按照一定比例混合，超聲分散后得到組分一；將環氧樹脂、分散劑和流平劑添加到組分一中，混合均勻后添加固化劑，得到分散均勻的自愈合涂層。

本發明一種基于環境友好型納米容器的自愈合涂層的制備方法包括環境友好型納米容器的制備和基于環境友好型納米容器的自愈合涂層的制備。

所述環境友好型納米容器的制備方法，其過程和步驟（質量比）：

第一步：將5-10份納米SiO2與100份去離子水混合，磁力攪拌12h，制成SiO2溶膠凝膠溶液。