一种pH和温度双响应气凝胶及其制备方法和智能有机涂料技术

本发明专利技术提供了一种pH和温度双响应气凝胶及其制备方法和智能有机涂料，涉及防腐材料技术领域。本发明专利技术将N

【技术实现步骤摘要】
一种pH和温度双响应气凝胶及其制备方法和智能有机涂料


[0001]本专利技术涉及防腐材料
，特别涉及一种pH和温度双响应气凝胶及其制备方法和智能有机涂料。

技术介绍

[0002]涂层在服役过程中由于受到环境因素(紫外线、热、氧气、湿气和离子等)会产生微裂纹，导致涂层屏蔽性能的丧失，造成金属底材的腐蚀。具有刺激响应性能的智能涂层由于能够在涂层发生破损后，在特定的刺激源作用下对破损涂层实现智能防护而得到了广泛的应用，常见的刺激源主要是pH、温度等。目前，这类涂层主要是将负载了小分子缓蚀剂的微/纳米容器表面进行功能性聚合物修饰后添加到有机涂层中，使得在涂层破损后释放出缓蚀剂以抑制金属的腐蚀。应用较多的微/纳米容器主要有碳纳米管、聚电解质壳层和介孔二氧化硅等。但是这种微/纳米容器只能针对单向的pH值响应，如酸性或者碱性，不能同时对酸性和碱性进行响应；而且不具备既对pH响应也对温度响应的双重响应性能。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种pH和温度双响应气凝胶及其制备方法和智能有机涂料。本专利技术制备的气凝胶对酸性和碱性的pH环境均具有响应性，且兼具pH和温度双响应性能。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种pH和温度双响应气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将N
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[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺、羧酸、水和缓蚀剂进行混合，得到混合液；r/>[0007]将所述混合液的pH值调节至6.9～7.4进行凝胶化，得到负载缓蚀剂的凝胶；
[0008]将所述负载缓蚀剂的凝胶进行冷冻干燥，得到pH和温度双响应气凝胶。
[0009]优选地，所述羧酸包括丁二酸、1,2
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苯二乙酸、邻苯二甲酸、酒石酸、苹果酸和1,3,5
‑
苯三甲酸中的一种或几种。
[0010]优选地，所述N
‑
[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺的质量为水质量的6～10％；所述N
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[3
‑
(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺与羧酸的摩尔比为n:1，其中n为羧酸的羧基数量。
[0011]优选地，所述缓蚀剂包括油溶性缓蚀剂和/或水溶性缓蚀剂；所述缓蚀剂的质量为N
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[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺和羧酸质量之和的30～80％。
[0012]优选地，所述混合的温度为50～70℃。
[0013]优选地，所述凝胶化的温度为60～80℃，时间为0.1～0.5h。
[0014]本专利技术提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的pH和温度双响应气凝胶。
[0015]本专利技术提供了一种智能有机涂料，组分包括有机树脂和气凝胶；所述气凝胶为以上技术方案所述pH和温度双响应气凝胶。
[0016]优选地，所述有机树脂包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂、醇酸树脂和丙烯酸树脂中的
一种或几种。
[0017]优选地，所述气凝胶的质量为有机树脂质量的3～15％。
[0018]本专利技术提供了一种pH和温度双响应气凝胶的制备方法，包括以下步骤：将N
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[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺、羧酸、水和缓蚀剂进行混合，得到混合液；将所述混合液的pH值调节至6.9～7.4进行凝胶化，得到负载缓蚀剂的凝胶；将所述负载缓蚀剂的凝胶进行冷冻干燥，得到pH和温度双响应气凝胶。本专利技术制备的气凝胶能够在受到pH和温度刺激后，控制凝胶向溶胶状态的变化，从而控制凝胶中缓蚀剂的释放行为，且对酸性和碱性的pH环境均具有响应性；将本专利技术制备的气凝胶应用于有机涂料，形成的涂层发生破损时，涂层在周围环境的温度或pH值发生变化的情况下，能够有效的释放出缓蚀剂分子，从而显著抑制涂层破损裸露出的金属的腐蚀速率，使涂层成为兼具pH和温度双响应的智能涂层，防止安全事故的发生；且因气凝胶对酸性和碱性的pH环境均具有响应性的特性，能够使涂层不仅对碳钢类基材，而且对镁、铝类金属基材都具有良好的保护特性。
附图说明
[0019]图1是实施例1制备得到的气凝胶中缓蚀剂在pH值为7、不同温度下的释放效果图；
[0020]图2是实施例1制备的气凝胶中缓蚀剂在温度为30℃、不同pH值下的释放效果图；
[0021]图3是实施例2制备的气凝胶在pH值为5时的微观形貌图；
[0022]图4是实施例2制备的气凝胶在pH值为6时的微观形貌图；
[0023]图5是实施例2制备的气凝胶在pH值为7时的微观形貌图；
[0024]图6是实施例2制备的气凝胶在pH值为9时的微观形貌图；
[0025]图7是实施例3制备的气凝胶中缓蚀剂在温度为30℃、不同pH值下的释放效果图；
[0026]图8是实施例4制备的气凝胶中缓蚀剂在温度为30℃、不同pH值下的释放效果图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种pH和温度双响应气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0028]将N
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[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺、羧酸、水和缓蚀剂进行混合，得到混合液；
[0029]将所述混合液的pH值调节至6.9～7.4进行凝胶化，得到负载缓蚀剂的凝胶；
[0030]将所述负载缓蚀剂的凝胶进行冷冻干燥，得到pH和温度双响应气凝胶。
[0031]若无特别说明，本专利技术所述原材料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0032]本专利技术将N
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[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺、羧酸、水和缓蚀剂进行混合，得到混合液。在本专利技术中，所述水优选为去离子水；所述N
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[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺的质量优选为水质量的6～10％，更优选为7～8％。在本专利技术中，所述羧酸优选包括丁二酸、1,2
‑
苯二乙酸、邻苯二甲酸、酒石酸、苹果酸和1,3,5
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苯三甲酸中的一种或几种；所述N
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[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺与羧酸的摩尔比优选为n:1，其中n为羧酸的羧基数量。在本专利技术中，所述缓蚀剂优选包括油溶性缓蚀剂和/或水溶性缓蚀剂；所述油溶性缓蚀剂优选为十六烷胺和/或咪唑啉类缓蚀剂，本专利技术对所述咪唑啉类缓蚀剂没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的咪唑啉类缓蚀剂即可，如1
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氨乙基
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十七烷基咪唑啉；所述水溶性缓蚀剂优选为硫脲和/或苯并三氮唑；所述缓蚀剂的质量优选为N
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(二甲基氨基)丙基]十八
烷酰胺和羧酸质量之和的30～80％，更优选为40～70％。在本专利技术中，所述混合的温度优选为50～70℃，更优选为60～70℃；所述混合的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种pH和温度双响应气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将N
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺、羧酸、水和缓蚀剂进行混合，得到混合液；将所述混合液的pH值调节至6.9～7.4进行凝胶化，得到负载缓蚀剂的凝胶；将所述负载缓蚀剂的凝胶进行冷冻干燥，得到pH和温度双响应气凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述羧酸包括丁二酸、1,2
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苯二乙酸、邻苯二甲酸、酒石酸、苹果酸和1,3,5
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苯三甲酸中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述N
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺的质量为水质量的6～10％；所述N
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[3
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(二甲基氨基)丙基]十八烷酰胺与羧酸的摩尔比为n:1，其中n...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨欢，王吉星，苏高申，于小荣，谢彬强，杨周，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：