一种木素基金属保护涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种木素基金属保护涂料及其制备方法，属于金属涂料技术领域，其制备过程主要是将木素作为基体材料，阳离子絮凝剂作为交联试剂，含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，水作为溶剂，其机理主要是在静电作用下，阳离子絮凝剂将含有负电荷的木素与功能试剂有效结合，制备一种木素基自修复涂料。这种涂料主要是利用功能试剂中的特征官能团与金属离子在碱性条件下可生成配位键的，并且这种配位键在水的作用下具有动态交换性能而发挥对金属的作用。本发明专利技术的木素基金属保护涂料不仅在干燥条件下可以发挥对金属保护作用，在潮湿状态也能发挥对金属的保护作用。

Lignin based metal protective coating and preparation method thereof

The invention provides a lignin based metal protective coating and its preparation method, which belongs to the field of metal coating technology. The preparation process is mainly the lignin as a matrix material, a cationic flocculant as a crosslinking reagent, a compound containing catechol structure as a functional reagent, and water as a solvent. Its mechanism is mainly in static electricity. A lignin based self repairing coating was prepared by using cationic flocculant to combine negatively charged lignin with functional reagent. This coating mainly uses the functional groups of functional agents and metal ions to produce coordination bonds under alkaline conditions, and the coordination bonds play a dynamic exchange performance and play a role in the metal under the action of water. The lignin based metal protective coating of the invention can not only play a protective role in the metal under the conditions of drying, but also play a protective role in the metal in the wet condition.

【技术实现步骤摘要】
一种木素基金属保护涂料及其制备方法
本专利技术涉及金属涂料
，具体地说是一种木素基金属保护涂料及其制备方法。
技术介绍
金属材料遍布人类生活的方方面面，为我们的日常生活提供了极大的便利，然而，金属材料易受周围介质的影响而损坏，导致金属腐蚀。通常，金属材料的腐蚀主要是在金属表面发生化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。从而降低材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。因此，解决金属材料的防腐问题成为关系到日常生活及工业发展的重要问题。目前，有关金属材料的防腐措施主要包括：（1）在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀锌、镀锡、镀铬等，或制成氧化膜；（2）在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属；（3）改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制成不锈钢。然而，由于这些方法主要是采用其他金属或者贵金属作为保护层，成本较高，因此不适于广泛应用，并且，在大多数情况下，金属材料不会处于干燥的环境中，容易形成原电池，因此，这就需要采用新的方案解决金属材料的腐蚀问题。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种木素基金属保护涂料及其制备方法。本专利技术的技术方案是按以下方式实现的，本专利技术的一种木素基金属保护涂料的获得是首先将碱性木素溶于水中，配成木素溶液，溶解均匀后，向木素溶液中加入功能试剂，搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入阳离子絮凝剂，进行搅拌絮凝，得到木素基金属保护涂料。该涂料的获得是将碱性木素作为基体材料，水作为溶剂，含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，阳离子絮凝剂作为交联试剂，混合配制而成。该涂料的配制中所使用到的配方及配比是：碱性木素3～12份；功能试剂1～10份；交联试剂0.01～1份；首先将重量份3～12份的碱性木素溶于蒸馏水中，配成质量浓度为10%～30%的木素溶液，溶解均匀后，加入1～10份含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入0.01～1份的阳离子絮凝剂作为交联试剂，搅拌絮凝0.5～24h，得到木素基金属保护涂料。本专利技术的一种木素基金属保护涂料的制备方法是：将木素作为基体材料，阳离子絮凝剂作为交联试剂，含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，水作为溶剂，溶解混合，在静电作用下，阳离子絮凝剂将含有负电荷的木素与功能试剂有效结合，制备得到木素基金属保护涂料。本专利技术的一种木素基金属保护涂料是按重量份计由3～12份木素、1～10份含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂、0.0001～0.01份阳离子絮凝剂作为交联试剂，蒸馏水作为溶剂，制备而成；其制备方法是：首先将重量份3～12份的木素溶于蒸馏水中，配成质量浓度为10%～30%的溶液，溶解均匀后，加入1～10份含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入0.0001～0.01份的阳离子絮凝剂作为交联试剂，搅拌絮凝0.5～24h，得到木素基金属保护涂料。该木素基金属保护涂料的制备是在静电作用和氢键作用下，阳离子絮凝剂将含有负电荷的木素与功能试剂有效结合，或者阳离子絮凝剂中大量的羟基或胺基，与功能试剂之间产生大量氢键，制备得到木素基自修复涂料；该木素基金属保护涂料是利用功能试剂中的特征官能团与金属离子在碱性条件下可生成配位键，并且这种配位键在水的作用下具有动态交换性能，发挥对金属的保护作用。木素采用水溶性碱性木素。含邻苯二酚结构的化合物采用单宁酸，茶多酚，盐酸多巴胺，3,4-二羟基苯甲酸中的一种或一种以上的组合物；但不仅限于此。阳离子絮凝剂采用阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、壳聚糖此类含有胺基或铵基的聚合物，或含有胺基或铵基的聚合物的混合物；但不仅限于此。阳离子聚丙烯酰胺的分子量在10万～1500万之间；壳聚糖的脱乙酰度在75%～97%之间。本专利技术与现有技术相比所产生的有益效果是：本专利技术的一种木素基金属保护涂料及其制备方法是利用邻苯二酚结构在碱性条件下可与金属离子形成配位化合物，并且这种配位化合物在水分子的作用下，可呈现动态交换作用，并具有自修复功能的特点；以及，海洋贻贝分泌的含有邻苯二酚结构的多巴胺，可使贻贝牢牢的固定在各种有机、无机及金属材料表面这一现象，采用含邻苯二酚结构的化合物作为金属表面涂料。本专利技术采用生物质资源木素作为涂料的基体材料，这种材料表面含有大量的负电荷，在阳离子聚合物与功能单体的静电作用以及氢键作用下，基体材料和含有邻苯二酚结构的化合物相结合，制备得到一种环保，且具有自修复功能的金属保护涂料。木质素是由三种醇单体（对香豆醇、松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物，其结构中含有大量的羟基。本专利技术将木素作为基体材料，可以满足上述条件的可行性选择，在此同时，含有邻苯二酚结构的功能单体中，也需含有大量的负电荷，才能满足设计需求，因此本专利技术选择单宁酸，茶多酚，盐酸多巴胺，3,4-二羟基苯甲酸等含有邻苯二酚结构的化合物等作为功能单体，但不仅限于此。在静电作用下，阳离子絮凝剂将含有负电荷的木素与功能试剂有效结合，制得木素基自修复涂料；该木素基金属保护涂料是利用功能试剂中的特征官能团与金属离子在碱性条件下可生成配位键，并且这种配位键在水的作用下具有动态交换性能，发挥对金属的保护作用。邻苯二酚与金属离子之间所形成的配位键，可以是三配位键，也可以是二配位键和单配位键。本专利技术的木素基金属保护涂料与金属离子之间形成配位化合物，防止金属离子表面被氧化或腐蚀，不仅在干燥条件下可以发挥对金属保护作用，在潮湿状态也能发挥对金属的保护作用。涂料溶剂为水溶剂或水性溶剂，不会对环境造成污染，属于环保型涂料，，污染小，可大大减小对环境的破坏，有利于环环境保护。附图说明附图1是本专利技术的木素的主要化学结构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一种木素基金属保护涂料及其制备方法作以下详细说明。本专利技术的一种木素基金属保护涂料及其制备方法，是按重量份计由3～12kg木素、1～10kg含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂、0.0001～0.01kg阳离子絮凝剂作为交联试剂，蒸馏水作为溶剂，制备而成。其制备方法是：首先将重量3kg～12kg的木素溶于蒸馏水中，配成质量浓度为10%～30%的溶液，溶解均匀后，加入1～10kg含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入0.0001～0.01kg的阳离子絮凝剂作为交联试剂，搅拌絮凝0.5～24h，得到木素基金属保护涂料。该木素基金属保护涂料的制备是在静电作用或氢键作用下，阳离子絮凝剂将含有负电荷的木素与功能试剂有效结合，制得木素基自修复涂料；该木素基金属保护涂料是利用功能试剂中的特征官能团与金属离子在碱性条件下可生成配位键，并且这种配位键在水的作用下具有动态交换性能，发挥对金属的保护作用。木素主要为可溶于水的碱性木素。含邻苯二酚结构的化合物包括：单宁酸，茶多酚，盐酸多巴胺，3,4-二羟基苯甲酸等含有邻苯二酚结构的化合物，但不仅限于此。阳离子絮凝剂包括阳离子聚丙烯酰胺，阳离子淀粉，壳聚糖等含有胺基或铵基的聚合物，但不仅限于此。阳离子聚丙烯酰胺的分子量从10万～1500万之间不等。壳聚糖的脱乙酰度在75%～97%之间。邻苯二酚与金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种木素基金属保护涂料，其特征在于该涂料的获得是首先将碱性木素溶于水中，配成木素溶液，溶解均匀后，向木素溶液中加入功能试剂，搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入阳离子絮凝剂，进行搅拌絮凝，得到木素基金属保护涂料。

【技术特征摘要】
1.一种木素基金属保护涂料，其特征在于该涂料的获得是首先将碱性木素溶于水中，配成木素溶液，溶解均匀后，向木素溶液中加入功能试剂，搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入阳离子絮凝剂，进行搅拌絮凝，得到木素基金属保护涂料。2.根据权利要求1所述的一种木素基金属保护涂料，其特征在于该涂料的获得是将碱性木素作为基体材料，水作为溶剂，含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，阳离子絮凝剂作为交联试剂，混合配制而成。3.根据权利要求2所述的一种木素基金属保护涂料，其特征在于：该涂料的配制中所使用到的配方及配比是：碱性木素3～12份；功能试剂1～10份；交联试剂0.0001～0.01份；首先将重量份3～12份的碱性木素溶于蒸馏水中，配成质量浓度为10%～30%的木素溶液，溶解均匀后，加入1～10份含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，搅拌混合均匀，然后向混合溶液中加入0.0001～0.01份的阳离子絮凝剂作为交联试剂，搅拌絮凝0.5～24h，得到木素基金属保护涂料。4.根据权利要求3所述的一种木素基金属保护涂料，其特征在于：木素采用水溶性碱性木素；含邻苯二酚结构的化合物采用单宁酸，茶多酚，盐酸多巴胺，3,4-二羟基苯甲酸中的一种或一种以上的组合物；阳离子絮凝剂采用阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、壳聚糖此类含有胺基或铵基的聚合物，或含有胺基或铵基的聚合物的混合物。5.一种木素基金属保护涂料及其制备方法，其特征在于：该制备方法是：将木素作为基体材料，阳离子絮凝剂作为交联试剂，含邻苯二酚结构的化合物作为功能试剂，水作为溶剂，溶解混合，在静电作用下，阳离子絮凝剂将含有负电荷的木素与功能试剂有效结合，制备得到木素...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏南南，孔凡功，吴芹，王守娟，孙浩东，许仃仃，赵鑫，陈洪雷，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37