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基于单宁酸改性负载缓蚀剂ZIF防腐填料、制备方法及应用技术

技术编号:44116592 阅读:2 留言:0更新日期:2025-01-24 22:39
本发明专利技术公开了基于单宁酸改性负载缓蚀剂ZIF防腐填料、制备方法及应用,制备方法包括以下步骤:S.制备负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架;S2.采用单宁酸对负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架进行改性。本发明专利技术中,ZIF‑8的制备与BI的负载是同步进行的,具有制备工艺简单、缓蚀剂负载量高等优势;BI@ZIF‑8与TA间的改性是分布进行的,制得的防腐填料具有BI@ZIF‑8结构不易破坏、表面得到有效改性等优势;缓蚀剂负载量较高且易于释放,制得到的涂层具有较好的自修复作用;制得的防腐填料与EP涂层的相容性较好,BTA@ZIFs易于在涂层中分散。防腐填料易于在涂层中分散,制得的涂层缓蚀效率显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于防腐涂层,具体涉及一种涉及基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料、制备方法及应用。


技术介绍

1、海洋工程装备的金属构件在长期服役过程中难免发生腐蚀,进而影响其使用安全性。在过去的几十年里,人们不断开发各种防止金属腐蚀的方法,如涂覆有机涂层。有机涂层充当物理屏蔽,能够将金属基体与腐蚀性介质隔离,减缓腐蚀阴极和阳极反应,从而阻碍金属的腐蚀进程。然而,在装备服役过程中,涂层难免会受到各种外部条件的影响,导致损坏、开裂等现象的发生。如果未及时有效的修复,将大大降低涂层对金属基体的防护作用。

2、自修复涂层具有防腐蚀作用和自行修复的能力,能够延长涂层使用寿命,降低维修成本,该类涂层的研究和开发成为国内外的研究热点。若将涂覆涂层和添加缓蚀剂两种方法联合使用,既能延长侵蚀性粒子到达金属基体表面的时间,又能使涂层缺陷处的金属基体得到有效保护。然而,直接向涂层中添加缓蚀剂可能会破坏涂层完整性,导致该涂层防护性能变差。因此,将缓蚀剂封装到微米或纳米容器中用于保护涂层是解决上述问题的一种有效方法。此类微米或纳米容器在外部条件刺激下可释放缓蚀剂,如温度、光照、腐蚀性粒子、ph值和腐蚀电位等条件。

3、 近年来,金属有机骨架(mofs)成为备受关注的新型纳米多孔材料,由于其表面积大、组成可调、孔隙率高等特点,在气体分离、药物输送和催化等方面具有广泛应用。同时,mofs在防腐领域中的应用引起了研究学者的关注。沸石型咪唑酸骨架−8(zif−8)具有ph敏感释放行为、高化学稳定性和易于合成等优点,是控制药物输送的合适工具,可作为负载缓蚀剂并以可控方式释放的ph响应型纳米载体。因此,采用zif−8作为载体制备负载缓蚀剂的mofs粒子具有重要意义。单宁酸(ta)作为一种绿色缓蚀剂,可与金属离子鳌合在金属基体表面形成钝化膜进而减缓金属的腐蚀。为进一步延长涂层的防护性能,采用ta对负载缓蚀剂mofs粒子进行改性用于制备防腐涂层是一种不错的选择。现有技术中,文献cn115353763a公开的缓蚀剂负载bta@zif-8/bn-oh复合粉体的制备方法,其选用将氢氧化钠、氢氧化钾、六方氮化硼二维材料充分研磨混合均匀,用去离子水润洗、转移至反应釜中;在180 ℃下反应2h;离心取上清液,得到羟基化氮化硼二维材料bn-oh分散液;加入六水合硝酸锌和去离子水搅拌均匀;再加入2-甲基咪唑、苯骈三氮唑和无水乙醇,在25 ℃水浴和搅拌条件下反应12h;分离洗涤沉淀并烘干,制得复合粉体;复合粉体和分散液加入至溶胶-凝胶型陶瓷防腐涂层中,搅拌均匀;然后将混匀的涂料以喷涂或涂覆方式覆盖于基材表面;在170 ℃条件下固化1h得到具备缓释防腐功能的涂层。该方案虽采用一步法制备复合粉末,但仍存在缓蚀剂负载量较低等不足。此外,该制备方法并未对其进一步改性以增强其涂层的防护性能,存在无法实现涂层长效防腐等缺陷。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术提供了一种基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料、制备方法及应用。为实现上述目的,本专利技术的方案如下:

2、第一个方面,本专利技术提供一种基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料的制备方法,包括以下步骤:

3、s1.制备负载苯并咪唑(bi)的沸石型咪唑酸骨架;

4、s2.采用单宁酸对所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架进行改性,制得所述防腐填料。

5、可选地,步骤s1中,制备负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架,包括:将锌盐-醇溶液和二甲基咪唑配体-醇溶液依次加入苯并咪唑-醇溶液中,搅拌,静置,离心,洗涤离心所得沉淀,干燥,制得所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架。

6、可选地,所述锌盐与所述苯并咪唑的质量比为1-1.5:0.08-0.15。

7、可选地,所述锌盐选自硝酸锌(包括水合物)、硫酸锌(包括水合物)、氯化锌(包括水合物)。

8、可选地,所述二甲基咪唑配体(2-melm)与所述苯并咪唑的质量比为2-3:0.08-0.15。

9、可选地,所述干燥的温度为55-65℃,所述干燥的时长为12-36h。

10、可选地,步骤s2中,采用单宁酸对所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架进行改性,包括:

11、s2.1将所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架溶解于水中,得到悬浊液;

12、s2.2向所述悬浊液中加入ph为7.5-8.5的单宁酸溶液,搅拌,静置,离心,洗涤离心所得沉淀,干燥,制得所述所述基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料。

13、可选地,步骤s2.2中,所述单宁酸与所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架的质量比为35-45:0.8-1.5。

14、可选地,步骤s2.2中,所述干燥的温度为65-75℃,所述干燥的时长为12-36h。

15、第二个方面,本专利技术还提供根据如上所述方法制得的基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料。

16、第三个方面,本专利技术还提供一种防腐涂层,包括环氧树脂和根据如上所述方法制得的基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料。所述防腐涂层采用以下方法制备而得:

17、混合双酚a二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和聚酰胺,得到混合物;

18、将二甲苯和正丁醇加入所述混合物中,得到混合体系;

19、将所述基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料的醇溶液超声分散于所述混合体系中,得到涂层料液;

20、将所述涂层料液涂覆于基材表面,经二次固化,制得所述防腐涂层。

21、可选地,所述双酚a二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和聚酰胺的质量比为11-12:7-8:11-12。

22、可选地,所述二甲苯和正丁醇的体积比为55-65:20-30。

23、可选地,所述混合物与所述二甲苯的料比为30-31g:55-65ml。

24、可选地,所述基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料与所述双酚a二缩水甘油醚的质量比为0.08-0.15:11-12。

25、 可选地,所述二次固化包括:先于75-85 ℃温度下固化1.5-2.5h,接着于35-45℃温度下固化12-26h。

26、本专利技术的有益效果:本专利技术中,zif-8的制备与bi的负载是同步进行的,具有制备工艺简单、缓蚀剂负载量高等优势;本专利技术中,bi@zif-8与ta间的改性是分布进行的,制得的基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料具有bi@zif-8结构不易破坏、表面得到有效改性等优势;本专利技术中,缓蚀剂负载量较高且易于释放,制得的涂层具有较好的自修复作用;本专利技术中,基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料与ep涂层的相容性较好,bta@zifs易于在涂层中分散;基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料易于在涂层中分散,制得的涂层缓蚀效率显著提高。

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【技术保护点】

1.一种基于单宁酸改性负载缓蚀剂ZIF防腐填料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,制备负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架,包括:将锌盐-醇溶液和二甲基咪唑配体-醇溶液依次加入苯并咪唑-醇溶液中,搅拌,静置,离心,洗涤离心所得沉淀,干燥,制得所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架。

3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述锌盐与所述苯并咪唑的质量比为1-1.5:0.08-0.15。

4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述二甲基咪唑配体与所述苯并咪唑的质量比为2-3:0.08-0.15。

5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度为55-65℃,所述干燥的时长为12-36h。

6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中,采用单宁酸对所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架进行改性,包括:

7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤S2.2中,所述单宁酸与所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架的质量比为35-45:0.8-1.5。

8.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤S2.2中,所述干燥的温度为65-75℃,所述干燥的时长为12-36h。

9.根据权利要求1-8任一项所述方法制得的基于单宁酸改性负载缓蚀剂ZIF防腐填料。

10.一种防腐体系,其特征在于,包括涂层基体和根据权利要求1-8任一项所述方法制得的基于单宁酸改性负载缓蚀剂ZIF防腐填料。

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【技术特征摘要】

1.一种基于单宁酸改性负载缓蚀剂zif防腐填料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,制备负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架,包括:将锌盐-醇溶液和二甲基咪唑配体-醇溶液依次加入苯并咪唑-醇溶液中,搅拌,静置,离心,洗涤离心所得沉淀,干燥,制得所述负载苯并咪唑的沸石型咪唑酸骨架。

3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述锌盐与所述苯并咪唑的质量比为1-1.5:0.08-0.15。

4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述二甲基咪唑配体与所述苯并咪唑的质量比为2-3:0.08-0.15。

5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度为55-65℃,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴护林景超杰赵方超刘聪吴德权谭甜甜
申请(专利权)人:中国兵器装备集团西南技术工程研究所
类型:发明
国别省市:

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