一种复合涂层的应用和防腐蚀材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合涂层的应用和防腐蚀材料及其制备方法。所述复合涂层包括：相接触的亲水层和疏水层，所述亲水层包含有亲水性物质，所述疏水层包含有疏水性物质。本发明专利技术的防腐蚀材料包括基体和形成于所述基体表面的复合涂层。本发明专利技术的复合涂层可以应用在防腐蚀领域，不会使液体渗透，能够有效起到防腐作用。进一步地，本发明专利技术的防腐蚀材料中的复合涂层，不会使液体渗透，液体不会进入复合涂层中与基体接触而腐蚀基体，能够有效起到防腐作用。

【技术实现步骤摘要】
一种复合涂层的应用和防腐蚀材料及其制备方法
本专利技术涉及一种复合涂层的应用和防腐蚀材料及其制备方法，属于化学材料和应用领域。
技术介绍
化学材料(例如金属、塑料等)易在外界环境的作用下发生腐蚀进而给经济带来巨大的损失。为了抑制化学材料的腐蚀，常用的防腐蚀方法是采用有机或无机涂层涂覆。虽然这些涂层在一定程度上对化学材料起到了防护作用，但是在实际使用中仍然存在很多的问题。通常有机或无机涂层中微孔缺陷的存在会削弱涂层的抗腐蚀效果，使得化学材料的使用寿命大大削减。近年来，依据仿生学的原理，人们仿造自然界中荷叶的超疏水表面，发展了超疏水涂层来弥补传统涂层制备过程的缺陷。但是在实际应用中，外界的刺激会造成水滴沿着超疏水涂层的沟槽间隙渗透。以防腐蚀来说，水滴渗透会使Cassie模型中提到的空气层被破坏，一旦空气层消失，液体会进入到涂层中与基体接触而腐蚀基体。因此无论是传统有机或无机涂层还是超疏水涂层都会有液体渗透的缺点。举例而言，镁是极其容易被腐蚀的金属之一。尽管镁具有质轻、无毒的特性，以及良好的机械性能、加工性能和可降解性能，但是镁在具有腐蚀性的水溶液中快速降解成为其应用的最大阻碍。尤其是在医学领域，镁作为植入材料被腐蚀后，会释放氢气使局部pH急剧升高，过早失效，甚至会影响局部组织的愈合和严重坏死，对人体的有很大的影响。因此，研发一种可以有效疏导液体，防止液体渗透的方法或产品，能够应用在防腐蚀领域，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
专利技术要解决的问题鉴于现有技术中的防腐蚀材料和防腐蚀方法所存在的技术问题，例如：外界的刺激会造成水滴沿着超疏水涂层的沟槽间隙渗透；有机或无机涂层中微孔缺陷的存在会削弱防腐蚀效果，使得化学材料的使用寿命大大削减等。本专利技术首先提供了一种复合涂层在防腐蚀中的应用。进一步地，本专利技术还提供一种防腐蚀材料，不会使液体渗透，能够有效起到防腐作用。进一步地，本专利技术还提供一种防腐蚀材料的制备方法。用于解决问题的方案本专利技术提供一种复合涂层在防腐蚀中的应用，所述复合涂层包括：相接触的亲水层和疏水层，所述亲水层包含有亲水性物质，所述疏水层包含有疏水性物质。根据本专利技术的应用，其中，所述复合涂层的表面和/或内部具有多个孔结构，所述孔结构的平均孔径在0.1-1000nm之间。根据本专利技术的应用，其中，所述复合涂层的表面具有不规则结构，优选地，所述不规则结构包括凹陷结构、凸起结构以及网状结构中的至少一种。根据本专利技术的应用，其中，所述亲水性物质包括聚丙烯酸、聚氨酯、聚多巴胺和聚乙烯醇中的一种或两种以上的组合；所述疏水性物质包括脂肪族聚酯。根据本专利技术的应用，其中，所述复合涂层形成于基体的表面，所述疏水层与所述基体的表面相接触，所述亲水层设置于所述疏水层的与所述基体相反的一侧。本专利技术还提供一种防腐蚀材料，所述防腐蚀材料包括基体和形成于所述基体表面的复合涂层；所述复合涂层为本专利技术的复合涂层。根据本专利技术的防腐蚀材料，所述基体为经表面处理的基体；优选地，所述基体经表面处理后，所述基体的表面具有网状结构；其中，所述基体包括金属、陶瓷、塑料和玻璃中的一种或两种以上的组合。本专利技术还提供一种根据本专利技术的防腐蚀材料的制备方法，包括：材料获取步骤：取亲水性物质溶于第一溶剂中，得到亲水性材料；取疏水性物质溶于第二溶剂中，得到疏水性材料；成型步骤：使所述亲水性材料和所述疏水性材料在基体的表面交替形成复合涂层；优选地，所述疏水性材料中，所述疏水性物质的含量为0.1～10wt％；所述亲水性材料中，所述亲水性物质的浓度为0.1～20mg/mL。根据本专利技术的制备方法，所述成型步骤包括：使所述疏水性材料与所述基体的表面相接触，并形成疏水层；将所述亲水性材料叠加于所述疏水层的与所述基体相反的一侧。根据本专利技术的制备方法，在所述成型步骤之前，还包括：对所述基体进行表面处理的步骤；优选地，利用改性剂对所述基体的表面进行改性处理。根据本专利技术的制备方法，所述改性剂包含有酸性溶液，优选地，所述酸性溶液包括硫酸、盐酸、硝酸和磷酸中的一种或两种以上的组合；更优选地，所述改性剂还包含有醇类和/或无机盐；优选地，所述醇类包括乙醇和/或丙三醇。专利技术的效果本专利技术的复合涂层可以应用在防腐蚀领域，不会使液体渗透，能够有效起到防腐作用。进一步地，本专利技术的防腐蚀材料中的复合涂层，不会使液体渗透，液体不会进入复合涂层中与基体接触而腐蚀基体，能够有效起到防腐作用。进一步地，本专利技术的防腐蚀材料的制备方法，所使用的原料易得，具有更高的安全性，成型容易，加工时间短，生产效率高，适合工业大规模的生产。附图说明图1示出了本专利技术一实施方式制备得到的防腐蚀材料的立体结构图。图2示出了本专利技术的防腐蚀材料I和防腐蚀材料II的电镜图；图3示出了本专利技术的实施例1和实施例2的不同材料的接触角大小示意图。图4示出了本专利技术的实施例1和实施例2的不同材料在第0天时的腐蚀情况示意图；图5示出了本专利技术的实施例1和实施例2的不同材料在第1天时的腐蚀情况示意图；图6示出了本专利技术的实施例1和实施例2的不同材料在第5天时的腐蚀情况示意图；图7示出了本专利技术的实施例1和实施例2的不同材料在第12天时的腐蚀情况示意图；图8示出了本专利技术的实施例1和实施例2的不同材料在第21天时的腐蚀情况示意图。附图标记说明1：基体；2：复合涂层；21：疏水层；22：亲水层。具体实施方式以下将详细说明本专利技术的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好地说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。第一实施方式本专利技术的第一实施方式提供了一种复合涂层在防腐蚀中的应用。如图1所示，本专利技术的复合涂层2可以包括：相接触的亲水层22和疏水层21，亲水层22包含有亲水性物质，疏水层21包含有疏水性物质。本专利技术的复合涂层2可以是一种Janus膜，Janus膜一般是指具有不对称结构或者性质的膜结构。区别Janus膜与一般不对称膜的关键在于膜两面的性质是否“对立”，如亲水性/疏水性或者荷正电性/荷负电性等，而单纯的结构或组成上的不对称不能被称作Janus膜。在本专利技术中，复合涂层2具有不同性质的两面，即具有Janus结构，并且可以同时发挥其功能。复合涂层2在疏水作用力，静压力和毛细力的共同作用下可以防止液体透过，进而达到防腐蚀的目的。在本专利技术中，复合涂层2可以通过两种方法进行制备：不对称制备和不对称装饰。不对称制备是Janus结构在膜形成期间形成，而不对称装饰是通过后期修饰以获得Janus结构。不对称制备可以是制备复合涂层2的每一侧，分别得到不对称结构，然后将两种不对称结构粘结在一起，以获得Janus结构。例如：可以通过静电纺丝的方法制备疏水层21和亲水层22；也可以通过将亲水性物质和疏水性物质依次过滤到多孔基材上以制备疏水层21和亲水层22；还可以利用膜基质中不混溶成分的迁移或相分离，并使亲水性物质和疏水性物质在浇铸溶液中共混，从而可以在复合涂层2的形成期间获得Janus本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合涂层在防腐蚀中的应用，所述复合涂层包括：相接触的亲水层和疏水层，所述亲水层包含有亲水性物质，所述疏水层包含有疏水性物质。

【技术特征摘要】
1.一种复合涂层在防腐蚀中的应用，所述复合涂层包括：相接触的亲水层和疏水层，所述亲水层包含有亲水性物质，所述疏水层包含有疏水性物质。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述复合涂层的表面和/或内部具有多个孔结构，所述孔结构的平均孔径在0.1-1000nm之间。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述复合涂层的表面具有不规则结构，优选地，所述不规则结构包括凹陷结构、凸起结构以及网状结构中的至少一种。4.根据权利要求1-3任一项所述的应用，其特征在于，所述复合涂层形成于基体的表面，所述疏水层与所述基体的表面相接触，所述亲水层设置于所述疏水层的与所述基体相反的一侧。5.一种防腐蚀材料，其特征在于，所述防腐蚀材料包括基体和形成于所述基体表面的复合涂层；所述复合涂层为权利要求1-4中任一项所述的复合涂层。6.根据权利要求5所述的防腐蚀材料，其特征在于，所述基体为经表面处理的基体；优选地，所述基体经表面处理后，所述基体的表面具有网状结构；其中，所述基体包括金属、陶瓷、塑料和玻璃中的一种或两种以上的组合。7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩旗，崔含蕊，赵建亮，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：北京,11