[發明專利]熒光自示警和緩蝕自修復納米防腐涂層及制備方法

有效

• 申請號: 202210132654.4
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114634746B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 丁銳;岳慶先;呂靜;梁暄;王玉玉;祝冰倩
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/22;C09D5/08
• 代理公司: 南京北辰聯和知識產權代理有限公司 32350
• 代理人: 陸中丹

本發明涉及一種熒光自示警和緩蝕自修復納米防腐涂層及制備方法，該熒光自示警和緩蝕自修復納米防腐涂層包括有重量份為水性環氧乳液45?65份，水滑石負載羅丹明苯并噻唑緩蝕熒光復合分子探針超分子1?5份和水10?15份；通過復合分子探針將熒光示警和緩蝕自修復功能整合，較少涂層組分，降低涂層復雜度。水滑石負載羅丹明苯并噻唑緩蝕熒光復合分子探針超分子由羅丹明苯并噻唑緩蝕熒光復合分子探針制備，緩蝕熒光復合分子探針兼具緩蝕自修復和腐蝕熒光示警功能的鐵離子響應；水滑石負載羅丹明苯并噻唑緩蝕熒光復合分子探針超分子應用于涂層中，具有損傷自示警和自修復雙重功效。

技術領域

本發明屬于防腐涂層技術領域，尤其是涉及一種熒光自示警和緩蝕自修復納米防腐涂層及制備方法。

背景技術

結構鋼是發展海洋事業的重要物質基礎，是用量極大、應用范圍很廣的基礎材料。海洋工程結構鋼的腐蝕防護，對可持續發展海洋藍色經濟具有十分重要和深遠的意義。防腐涂層是高效、簡捷，也是應用最廣泛的海洋環境鋼結構的腐蝕防護措施。美國腐蝕工程師協會在國際腐蝕調查報告中指出，防腐涂層能夠節省30％的腐蝕成本。

有機防腐涂層的失效原因和過程具有復雜性。當因溶劑蒸發、組分相容性以及環境和機械因素等，造成鍵斷裂乃至局部損傷時，涂層屏蔽性下降，腐蝕性介質的滲透使涂層/金屬界面處發生局部腐蝕加速，最終導致涂層的快速剝離失效。因此，有機防腐涂層局部損傷是涂層失效的主要因素，涂層局部損傷的及時發現和修復能夠顯著提高其防腐性能和服役壽命。涂層的局部損傷常為微納米級，難易發現。同時，局部腐蝕隱匿于涂層之下，難以及時發現和精確定位，將造成腐蝕情況在不知不覺中快速發展。當達到肉眼可見程度時，則說明腐蝕情況已經極其嚴重。因此，迫切需要在早期階段發現涂層局部損傷和金屬局部腐蝕，以便在材料遭受嚴重腐蝕和劣化前及時維護。

自示警涂層摻雜熒光探針，響應涂層的機械損傷或與腐蝕相關的環境變化 (金屬離子或pH等)，通過熒光信號快速反饋涂層損傷和腐蝕狀態，及時確定腐蝕活性位點。自修復涂層是能夠在沒有或很少外部干預的情況下，修復涂層損傷并恢復防腐性能的涂層。自修復技術包括非自主修復和自主修復。對于自主修復，主要是在涂層中摻雜修復劑或緩蝕劑等，自主修復的刺激信號來自于涂層局部機械損傷和局部腐蝕的水分子或pH變化，能夠在不施加外部干預的情況下，主動釋放修復劑或緩蝕劑，自主修復涂層的完整性或功能特性。起到示警功能的熒光探針或起到修復功能的緩蝕劑，與涂層其他組分之間的不良相互作用會導致其失效。因此，通常需要微膠囊或分子容器等對其封裝，以防止探針分子或緩蝕劑與涂層基質過早地直接接觸，同時還可以利用封裝容器對涂層的機械損傷、水分子或pH等因素的響應，實現熒光探針分子或緩蝕劑的釋放。自示警和自修復功能的協同對提高涂層綜合防腐性能是相輔相成的。通過自示警和自修復功能的協同，可在對涂層損傷人工修復之前，及時發出腐蝕示警信號，并有效地抑制腐蝕活性。

在中國專利文獻CN105440884A中，公開了一種水性環氧樹脂自修復防腐蝕涂層的制備及應用，利用層層自組裝技術制備負載緩蝕劑的水性納米二氧化硅材料，并將所制備負載緩蝕劑的納米二氧化硅材料分散在水性環氧樹脂涂層中。但是這種涂層方式在實際使用過程中，并不能及時發出腐蝕示警信號，并有效地抑制腐蝕活性。

發明內容

本發明的目的是提供一種熒光自示警和緩蝕自修復納米防腐涂層，通過復合分子探針將熒光示警和緩蝕自修復功能整合，較少涂層組分，降低涂層復雜度。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，該熒光自示警和緩蝕自修復納米防腐涂層包括有重量份為水性環氧乳液45-65份，水滑石負載羅丹明苯并噻唑緩蝕熒光復合分子探針超分子1-5份和水10-15份。