[發(fā)明專利]一種可自動(dòng)修復(fù)防腐涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811499216.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN109608985B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳燕敏;王玲;陳建軍;王鑫;陳凌霞;孫海杰;毛海榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C09D163/00
• 分類號(hào): C09D163/00;C09D5/08
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 張春;王文文

本發(fā)明提供一種可自動(dòng)修復(fù)防腐涂層，包含以下部分：負(fù)載緩蝕劑的刺激響應(yīng)性介孔二氧化硅0.5?5重量份和樹脂固化物95?99.5重量份。本發(fā)明提供的防腐涂層，對(duì)酸和還原劑具有雙重刺激響應(yīng)性，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修復(fù)。當(dāng)涂層被破壞后，局部微環(huán)境發(fā)生改變，在外界酸或者還原劑（如，硫離子）的刺激下，涂層中的負(fù)載緩蝕劑的刺激響應(yīng)性介孔二氧化硅殼層高分子N?叔丁基羰基水解離去（在酸刺激下）或者二硫鍵斷裂（在還原劑刺激性），殼層高分子發(fā)生疏水?親水轉(zhuǎn)變，進(jìn)而將介孔二氧化硅孔道暴露，負(fù)載的緩蝕劑迅速釋放出來，形成保護(hù)膜，能夠有效抑制腐蝕。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子防腐涂層材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可自動(dòng)修復(fù)防腐涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

金屬材料的腐蝕問題遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，造成資源上的巨大浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，我國每年總腐蝕成本超過2.1萬億元，約占國民生產(chǎn)總值的5%。

在所有的防腐措施中，由于操作簡(jiǎn)單，使用廣泛，成本低廉等有點(diǎn)，防腐涂層的使用最為廣泛。有機(jī)防腐涂層通過物理屏蔽作用使金屬基體與水分、氧和離子等腐蝕性介質(zhì)隔離，抑制腐蝕陰陽極反應(yīng)，從而阻止腐蝕電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。然而，在服役、運(yùn)輸過程中，涂層不可避免地會(huì)受到各種外界條件侵害，從而產(chǎn)生破損、開裂。如果沒有及時(shí)、有效的修復(fù)，這些缺陷會(huì)使涂層對(duì)金屬基體的防護(hù)作用及涂層的附著力顯著降低。目前，破損涂層主要通過人為修補(bǔ)或更換，工藝繁瑣、造價(jià)昂貴。利用智能材料，使涂層具備防腐作用及自行修復(fù)破損的能力，有利于延長(zhǎng)涂層使用壽命，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和發(fā)展空間，是近年來國內(nèi)外腐蝕防護(hù)領(lǐng)域最重要的研究方向之一。

自修復(fù)防腐涂層在遭到外力破壞或環(huán)境損傷后，可自行恢復(fù)或在一定條件下恢復(fù)其原有的防腐作用，是一種新興的智能防護(hù)材料。近年來，涂料技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展緊密相聯(lián)，各種功能涂層隨著材料科學(xué)的持續(xù)進(jìn)步不斷涌現(xiàn)，在這種背景下，自修復(fù)防腐涂層在理論研究及實(shí)際應(yīng)用中均得到快速發(fā)展。現(xiàn)有涂層常以包埋成膜物質(zhì)或緩蝕劑的自主修復(fù)或借助外界條件刺激的修復(fù)對(duì)防腐能力進(jìn)行修復(fù)。

Shchukin等（Adv. Mater. 2006, 18:1672-1678）采用層層自組裝在介孔二氧化硅表面吸附聚電解質(zhì)層PEI和PSS，形成納米容器吸附BTA，將納米容器與有機(jī)硅膠混合，沉積在鋁合金表面。當(dāng)涂層破壞是，局部的pH快速變化，導(dǎo)致納米容器的聚電解質(zhì)層分裂，釋放包封的緩蝕劑BTA。緩蝕劑在腐蝕位點(diǎn)金屬表面形成薄吸附層，使金屬表面再次鈍化，起到自修復(fù)作用。專利201810345588.2公開了一種熱響應(yīng)復(fù)合自修復(fù)涂層及其制備方法，涂層由環(huán)氧樹脂，環(huán)氧固化劑，聚己內(nèi)酯微球殼材和緩蝕劑組成。其中微球殼材與緩蝕劑的質(zhì)量比為3：1.5-2.5，微球占涂層質(zhì)量的2-30%。涂層具有多次修復(fù)性能，涂層缺陷經(jīng)過自修復(fù)后，使涂層恢復(fù)對(duì)水分、氧氣、Cl^-等腐蝕性介質(zhì)的屏蔽能力。于湘等人（電鍍與涂飾, 2013,32:72-75）以水滑石為緩蝕劑的納米容器，以20%的重量比添加于環(huán)氧樹脂中，在鎂合金表面固化成膜，該涂層在3.5%的氯化鈉溶液中浸泡70天后仍然具有較好的耐腐蝕性能。然而，上述防腐涂層中納米顆粒用量較大，與涂層相容性差，易破壞涂層的完整性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種與涂層相容性佳、能夠保持涂層完整性的可自動(dòng)修復(fù)的防腐涂層及其制備方法。

本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：

一種可自動(dòng)修復(fù)防腐涂層，包含以下部分

（1）負(fù)載緩蝕劑的刺激響應(yīng)性介孔二氧化硅 0.5-5重量份

（2）樹脂固化物 95-99.5重量份。

所述樹脂固化物為環(huán)氧樹脂、環(huán)氧固化劑和水固化形成的環(huán)氧樹脂固化物。

所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，環(huán)氧固化劑為聚醚胺D230和正癸胺。