[發明專利]一種緩蝕材料及其應用

在審

• 申請號: 202110861441.0
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113667340A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 李建三;劉蔚霖;劉子平
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D163/00;C09D133/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 齊鍵

本發明公開了一種緩蝕材料及其應用。一種緩蝕材料，緩蝕材料包括埃洛石納米管；埃洛石納米管內部負載木質素磺酸鹽；埃洛石納米管表面含有聚二烯二甲基氯化銨和聚苯乙烯磺酸鈉包覆層。一種埃洛石納米管涂料，組分包括上述緩蝕材料和樹脂涂料。本發明制備的埃洛石納米管涂料對pH環境變化敏感性顯著，通過電化學阻抗譜以及水接觸角測試表明本發明制備的埃洛石納米管涂料具備優異的防腐蝕性能，水接觸角測試結果表明本發明制備的埃洛石納米管涂料擁有良好的疏水性；本發明步驟設計合理，制備過程可控，可實現工業化大批量生產。

技術領域

本發明屬于納米復合物材料技術領域，尤其涉及一種緩蝕材料及其應用。

背景技術

腐蝕是造成大量事故和經濟損失的主要因素之一，而使用防腐涂料是最普遍也是最經濟有效的防腐蝕措施。埃洛石納米管作為一種新型的天然納米復合物材料，具有價格低廉、化學性質穩定和良好的生物相容性等特點，同時具有獨特的中空管狀結構，因此在醫藥、化妝品、農業和催化等領域得到廣泛的應用。

目前，許多學者利用埃洛石納米管的管腔來負載某些材料，比如緩蝕劑、酶、藥物等。埃洛石納米管獨特的中空內腔結構，使其成為天然的納米容器，利用這一性質，可在納米管內填充緩蝕劑來制備緩蝕材料。現有技術采用埃洛石納米管作為載體封裝緩蝕劑從而得到一種新型雜化埃洛石納米管，但現有的負載緩蝕劑的埃洛石納米管存在對于pH環境的變化反應滯后，pH敏感度不理想，制得的涂料疏水性差，與金屬基材的附著力低等問題。

發明內容

為了克服現有技術存在埃洛石納米管pH敏感性差以及制得埃洛石納米管涂料防腐蝕性能不理想等問題，本發明的目的之一在于提供一種緩蝕材料，發明的目的之二在于提供這種緩蝕材料的制備方法，本發明的目的之三在于一種埃洛石納米管涂料，發明的目的之四在于提供這種埃洛石納米管涂料的制備方法，發明的目的之五在于提供這種緩蝕材料、埃洛石納米管涂料的應用。

本發明使用木質素磺酸鹽作為埃洛石納米管負載的緩蝕劑，保證涂料性能的同時能夠對環境的pH變化及時反應，拓展在防腐蝕等領域的應用范圍。具體來說，木質素磺酸鹽的分子鏈的支化度較高，分子鏈末端的H⁺容易發生電離，并且木質素磺酸鹽分子鏈外側分布著大量的親水性較強的磺酸基和親水性較弱的羧酸基，十分容易與碳鋼表面的Fe²⁺吸附在一起。此外，木質素磺酸鹽會與溶液中的Cl^-在碳鋼表面形成競爭吸附，使碳鋼表面吸附的Cl^-數量有所減少。木質素磺酸鹽在pH值較高時，木質素磺酸鹽中的酚羥基和羧基會發生電離，分子疏水核因靜電斥力作用而變得疏松，暴露出更多的吸附位點，增加其和碳鋼表面的吸附層面積。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種緩蝕材料，緩蝕材料包括埃洛石納米管；埃洛石納米管內部負載木質素磺酸鹽；埃洛石納米管表面含有聚二烯二甲基氯化銨和聚苯乙烯磺酸鈉包覆層。

優選的，這種緩蝕材料，木質素磺酸鹽為堿金屬木質素磺酸鹽；進一步優選的，木質素磺酸鹽為木質素磺酸鈉。

本發明還提供了上述緩蝕材料的制備方法，包括以下步驟：

1)負載緩蝕劑：將埃洛石納米管與木質素磺酸鹽混合，得到木質素磺酸鹽/埃洛石納米管；

2)聚二烯二甲基氯化銨封裝：將步驟1)得到的木質素磺酸鹽/埃洛石納米管與聚二烯二甲基氯化銨溶液混合，得到聚二烯二甲基氯化銨/木質素磺酸鹽/埃洛石納米管；

3)聚苯乙烯磺酸鈉封裝：將步驟2)得到的聚二烯二甲基氯化銨/木質素磺酸鹽/埃洛石納米管與聚苯乙烯磺酸鈉溶液混合，得到緩蝕材料。