[發(fā)明專利]防腐蝕功能薄膜及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710918109.7
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107722320A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新龍;王雅婷;代秀;石小衛(wèi);霍長安;張咪;李旭;謝炯
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08J7/18;C08L23/06
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅,朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防腐功能薄膜領(lǐng)域，具體涉及一種防腐蝕功能薄膜及制備方法。

背景技術(shù)

金屬腐蝕現(xiàn)象普遍存在于經(jīng)濟建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，導(dǎo)致非常嚴重的危害[李雪愛, 王文彪. 淺談金屬腐蝕危害與防護[J]. 化工管理, 2013 (12): 158. ]。在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，隨著空氣污染的日益加劇，大氣中含有的腐蝕性氣體含量增加，酸雨污染也成為不容忽視的環(huán)境問題，暴露在空氣中的金屬材料因此而受到越來越嚴重的腐蝕。據(jù)調(diào)查顯示，由于腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占全國經(jīng)濟總產(chǎn)值的5%，世界各國因腐蝕而產(chǎn)生的經(jīng)濟損失也是相當(dāng)巨大，腐蝕不僅影響經(jīng)濟領(lǐng)域的快速發(fā)展，對工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境也有著極大的危害。因此，金屬制品防腐蝕成為現(xiàn)今需要解決的重要問題[王彩云. 金屬腐蝕的危害及防護[J]. 機械管理開發(fā), 2012 (5): 111-112.][張新民, 柴發(fā)合, 王淑蘭, 孫新章, 韓梅. 中國酸雨研究現(xiàn)狀[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2010 (5): 527-532. ][趙陽, 梁平, 史艷華, 胡傳順. 重工業(yè)污染大氣環(huán)境中碳鋼的腐蝕防護措施研究[J]. 腐蝕科學(xué)與防護技術(shù), 2013, 25(2): 115-120. ]。

金屬制品有多種防腐包裝方法，如表面涂保護油層，氣相緩蝕技術(shù)，采用干燥空氣包裝，惰性氣體保護等[陳愚, 蔡建, 羅俊杰. 當(dāng)前軍用包裝防銹蝕技術(shù)現(xiàn)狀[J]. 裝備環(huán)境工程, 2005, 2(4): 81-83.]，綜合各方面來看，氣相緩蝕技術(shù)更加簡便可靠，操作方便且易于處理，提高了效率，因此該技術(shù)廣泛應(yīng)用于機電產(chǎn)品、軍用產(chǎn)品及儀表等領(lǐng)域。但是，雖然防腐作用良好，所使用的苯并三氮唑、亞硝酸鹽等緩蝕劑具有一定的毒性[滕飛, 胡鋼. 氣相緩蝕劑的研究進展[J]. 腐蝕科學(xué)與防護技術(shù), 2014 (4): 360-364.]，對人體有害并且釋放到環(huán)境中會導(dǎo)致污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有防腐蝕功能的復(fù)合薄膜，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，其具有良好的防腐蝕效果。

實現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)解決方案為：防腐蝕功能薄膜，由疏水性的改性聚乙烯薄膜（LDPE薄膜）和阻隔性的聚乙烯醇薄膜復(fù)合構(gòu)成。

進一步的，疏水性的改性聚乙烯薄膜通過對聚乙烯薄膜表面進行紫外光輻射接枝改性后得到。

進一步的，阻隔性的聚乙烯醇薄膜通過將ZnO@GO復(fù)合粒子分散在聚乙烯醇（PVA）中再涂膜后得到，其中，ZnO@GO復(fù)合粒子與聚乙烯醇的質(zhì)量比為1:7.5~1:47.5。

進一步的，疏水性的改性聚乙烯薄膜的接觸角小于70^o。

上述防腐蝕功能薄膜的制備方法，通過對聚乙烯薄膜表面進行紫外光輻射接枝改性，然后將聚乙烯醇和ZnO@GO復(fù)合粒子的混合液涂覆在接枝后的聚乙烯膜上制備而成。

具體包括如下步驟：

（1）將潔凈的聚乙烯膜置于容器中，加入一定濃度的丙烯酸和二苯甲酮溶液，進行紫外光輻射接枝，采用NaOH溶液浸泡以去除接枝后的聚乙烯膜表面的均聚物，再在鹽酸溶液中浸泡，水洗、晾干備用；

（2）取ZnO@GO復(fù)合粒子分散于適量去離子水中，超聲分散形成均勻穩(wěn)定的懸浮液，然后將PVA 溶液與懸浮液混合，并將其超聲分散直至形成均勻的分散體系；

（3）將步驟（2）所述分散體系均勻涂覆在步驟（1）接枝后的聚乙烯膜上，涂膜后自然晾干，之后將其放置于60±5℃烘箱中，保持12小時后取出。

進一步的，步驟（1）中，丙烯酸質(zhì)量濃度為40wt%，二苯甲酮質(zhì)量濃度為0.05wt%；丙烯酸與二苯甲酮的質(zhì)量比為800:1，輻射距離為25cm，輻射時間為15min，采用0.1mol/L NaOH溶液浸泡25~35min以去除接枝后的聚乙烯膜表面的均聚物；再在0.05mol/L鹽酸溶液中浸泡25~35min。

進一步的，步驟（2）中，PVA 在分散體系中的質(zhì)量濃度為3.75~4.75wt%；ZnO@GO在分散體系中的質(zhì)量濃度為0.1~0.5wt%。

進一步的，步驟（2）中，ZnO@GO復(fù)合粒子中，GO為單層氧化石墨烯，ZnO粒徑為10-30nm，GO上負載的 ZnO量為10~60wt%。

進一步的，步驟（3）中，涂膜厚度為280~320μm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著的優(yōu)點：

（1）使用LDPE薄膜和聚乙烯醇薄膜復(fù)合，既提高了薄膜力學(xué)性能高，又增加了阻隔性。

（2）ZnO@GO的加入提高了阻隔性能及對腐蝕性物質(zhì)的吸附，復(fù)合薄膜表現(xiàn)出良好的防腐性能。