基于氧化铈和邻苯二酚聚合物的缓蚀涂料制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于金属物体的缓蚀涂料及涂布涂料的方法。所述涂料包括至少一种氧化铈和至少一种聚合物。所述聚合物包括至少一种与其共价结合的邻苯二酚组分，并且所述至少一种聚合物在pH为7时带净正电荷。本发明专利技术涂料是环保的，不存在严重的健康风险。此外，所述涂料赋予金属，甚至碳钢优异的缓蚀性。涂布本发明专利技术涂料的表面具有与不锈钢相媲美的耐腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于氧化铈和邻苯二酚聚合物的缓蚀涂料
本专利技术一般涉及用于防止金属腐蚀的环保型涂料及所述涂料的涂布方法。
技术介绍
众所周知，采用氧化铈处理金属，可以在金属表面形成充当活性保护层的保护性氧化物膜，从而改善耐腐蚀性。Adhikari等在ElectrochimicaActa,Vol53,issue12,pp4239-4247（ElectrochimicaActa第53卷第12期第4239-4247页）发表的文章中研究了包含分散在聚乙烯乙酸酯中的改性聚苯胺涂料涂布在碳钢上的耐腐蚀性能。Zhitomirsky在SurfaceEngineering,Vol20,issue1,pp.43-47（《表面工程》第20卷第1期第43-47页）公开了包括氧化铈和阳离子聚合物聚乙烯亚胺的电镀膜。在现有技术中，缓蚀涂料通常采用已知的会带来环境问题和/或影响使用者健康的化合物。此类化合物的实例包括铬化合物。Y.Gao等在TransactionsoftheInstituteofMetalFinishingvol84,no3,2006,pp141-148（《金属精饰学会汇刊》第84卷2006年第3期141-148页）公开了镀锌钢的防腐保护。他们使用的缓蚀涂料是包含明胶或白蛋白及重铬酸盐的涂料。此外，还公开了一种包含明胶和三氯化铈的替代涂料。他们得出的结论是，三氯化铈稳定蛋白配方以防止腐蚀的能力是有问题的，采用三氯化铈需要使用相关的稳定剂。美国专利US2004/0028820公开了在氧化剂存在条件下使用铈离子的铝涂料。优选的基于铈的涂料包括氧化铈、水合氧化铈或涂布后的氢氧化铈形式。镀槽任选包括动物明胶、甘油或其它有机添加剂，以改善涂料的均匀性和耐腐蚀性。据推测，明胶的作用是改善成核点和增长点。贻贝粘着蛋白（MAP）是在形成贻贝，如一般的蓝贝（黑壳菜蛤（Mytilusedulis））的足丝的足腺中形成的。据美国专利US5,015,677和美国专利US4,585,585公开，MAP在氧化和聚合后，例如，利用酪氨酸酶的活性，或采用双官能试剂处理后，具有非常强的粘附性能。J.H.Waite等在TheJournalofAdhesion,vol.81,2005,pp297-317（《粘接杂志》第81卷2005年297-317页）对贻贝粘附蛋白进行了评述。Lee等在Science,vol318,2007,pp426-430（《科学》2007年第318卷第426-430页）公开了多巴胺自聚合而在广泛的无机材料和有机材料上（包括贵金属、氧化物、聚合物、半导体和陶瓷）形成表面附着的聚多巴胺薄膜。WO03/008376公开了DOPA单元与各种聚合体系的结合。A.Statz等人在Biofouling,vol22,no6,2006,pp391-399（《生物污染》22卷6期2006年391-399页）中讨论了钛表面涂布一种聚合物后的海洋防污性能和去污性能。所述聚合物由与粘附氨基酸DOPA结合的甲氧基封端的聚（乙二醇）组成，之所以选择这种聚合物，是因为其在耐蛋白质和哺乳动物细胞污垢方面非常成功。A.Statz等人得出的结论是：这种聚合物在海洋防污和去污应用方面有效。CN101658837公开了制备适用于金属表面的抗腐蚀薄膜。所述薄膜包括多巴胺。WO03/080137公开了一种采用蛋白质和高碘酸离子连接两个表面的方法。现有技术仍然需要改进的防腐性能。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是至少克服现有技术的一些缺点，并提供至少部分防止金属腐蚀的改进涂料。在本专利技术的第一个方面，提供了一种适用于金属物体的涂料，所述涂料包括至少一种氧化铈和至少一种聚合物，其中所述至少一种聚合物包括至少一种与其共价结合的邻苯二酚组分，其中所述至少一种聚合物在pH为7时带净正电荷。在本专利技术的第二个方面，提供了一种涂布金属物体的方法，所述方法包括涂布至少一种氧化铈和至少一种聚合物的步骤，其中所述至少一种聚合物包括至少一种与其共价结合的邻苯二酚组分，其中所述至少一种聚合物在pH为7时带净正电荷。其它方面和实施例在所附权利要求书中进行描述。本专利技术的优点包括：所述材料是环保的，没有现有技术中所用化合物存在的严重健康风险。本专利技术还可以进一步提供优异的缓蚀性。此外，涂料材料的用量较少。聚合物和包括氧化铈的小颗粒的组合可以提供优异的防腐性能。所述聚合物牢固地粘在表面上。材料组合，即聚合物和氧化铈小颗粒组合是有利的，因为小颗粒和MAP蛋白形成紧密的复合膜。因此，氧化铈和聚合物存在协同效应。本专利技术进一步的优点是复合膜与腐蚀产品一起增长，这一点通过保护效率随时间延长而增加得到了证实。这种组合用于许多金属，甚至用于碳钢都具有非常优异的缓蚀性能。本专利技术进一步的优点是可以形成更厚的膜，例如，通过几次沉积聚合物和小颗粒。附图说明本专利技术参考下述附图进行描述，其中：图1显示了在MAP（空心方格）和氧化铈纳米颗粒（空心圆圈）沉积步骤之后用水冲洗后，交替吸附MAP（实心方格）和氧化铈纳米颗粒（实心圆圈）期间测得的质量与沉积次数的关系；图2显示了能量损耗变化与交替吸附Mefp-1（实心方格）和氧化铈纳米颗粒（空心圆圈）期间沉积次数的关系；图3a和3b显示了（A）碳钢，及（B）二氧化硅表面上MAP和氧化铈纳米颗粒复合膜（MAP4个吸附步骤，氧化铈纳米颗粒4个吸附步骤）放大500倍的光学显微镜图像；图4a和4b显示了二氧化硅上表面复合膜紧密部分的轻敲模式AFM形貌图，表明纳米颗粒的单行高度线（singlelineheightprofile），(b)对应的相图，显示了膜紧密均匀的纳米结构；图5a和5b显示了碳钢表面上复合膜紧密部分的轻敲模式AFM形貌图，(b)对应的相图，显示了混合物中两个区分明显的相；图6a、6b、6c和6d显示了由4层交替MAP/氧化铈层组成的复合膜样品、碳钢对照样品及带MAP的样品分别在溶液中暴露不同时间，即1小时（图6a）、1天（图6b）、3天（图6c）和7天（图6d）后的波特图；图7是显示了在含0.2MH3PO4、pH4.6的0.1MNaCl溶液中暴露7天后，没有任何保护的碳钢（对照）、加入100ppmMAP缓蚀剂（MAP）的碳钢及涂布MAP和氧化铈复合膜（MAP+氧化铈）的碳钢的极化曲线。同时，图中提供了刚浸入所述溶液中的不锈钢316L的极化曲线作为对比；图8显示了涂布MAP和氧化铈复合膜的Zn样品浸入到含0.2MH3PO4、pH4.6的0.1MNaCl溶液中，开始时、1小时后、1天、3天和7天后的开路电位（OCP）和时间的关系曲线；图9显示了涂布MAP和氧化铈复合膜的Zn样品浸入到含0.2MH3PO4、pH4.6的0.1MNaCl溶液中，开始时、1小时后、1天、3天和7天后的波特图；图10a-d显示了涂布MAP和氧化铈复合膜的Zn样品及对照样品（没有任何膜）浸入到含0.2MH3PO4、pH4.6的0.1MNaCl溶液中，1小时后(a)、1天(b)、3天(c)和7天(d)后的波特图。具体实施方式在详细公开和说明专利技术之前，应该理解的是，本专利技术并不限于此处公开的具体的化合物、结构、方法步骤、基材及材料，因为这些化合物、结构、方法步骤、基材及材料可能在某种程度上会有所变化。还应该理解的是，此处所用的术语仅用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 SE 1050806-7;2010.07.19 US 61/365,4871.至少一种氧化铈和至少一种聚合物在生产防止金属腐蚀的涂料中的用途，其中所述至少一种聚合物包括至少一种与其共价结合的邻苯二酚组分，其中所述至少一种氧化铈是粒径为1-1000nm的颗粒形式，其中所述至少一种聚合物在pH为7时带净正电荷，并且其中所述至少一种聚合物是至少一种从形成足丝的贻贝提取的多肽。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·萨巴比，张帆，潘金山，P·克莱松，A·德迪耐特，O·克里沃塞耶娃，
申请(专利权)人：瑞典生物高分子技术公司，
类型：
国别省市：