聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架-8复合防腐蚀涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
‑
8复合防腐蚀涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于防腐蚀涂层
，涉及一种聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
‑
8复合防腐蚀涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，金属腐蚀给各行业的发展带来了巨大的危害和经济损失，同时也给自然环境带来了严重的污染，因此，缓解、阻止以及预防金属腐蚀是金属行业的当务之急。现有技术中，有机聚合物涂层由于具有效率高、成本低、易操作等优势成为最常见的防腐蚀方法。通常，利用其在金属表面形成的保护层来阻隔腐蚀性介质的扩散，达到防腐蚀的目的。但是有机聚合物涂层在固化的过程中不可避免的会产生一些缺陷，腐蚀性介质会通过这些缺陷渗透到涂层内部，导致涂层的防腐蚀性能降低。
[0003]为了克服这一缺点，现有研究中通常是将无机纳米材料或缓蚀剂引入有机聚合物涂层中。沸石咪唑酯骨架
‑
8是由锌离子与2
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甲基咪唑配位形成的一类多孔晶体材料，因具有高比表面积、尺寸可控、孔径可调等优势而被广泛应用于金属防腐蚀领域。将沸石咪唑酯骨架
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8作为填料引入有机聚合物中，利用其纳米尺寸来封闭涂层缺陷，提高涂层的阻隔屏蔽效果。但是这种材料由于缺乏自修复功能，不能为金属基材提供长久的保护。而向有机聚合物中直接添加缓蚀剂会导致缓蚀剂过早失活，不能充分发挥其作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中，聚丙烯酸酯涂层在固化过程中容易产生缺陷，导致防腐蚀性能下降的缺点，提供一种聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料及其制备方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料，涂料由植酸锌@沸石咪唑酯骨架
‑
8纳米粒子、有机溶剂和聚丙烯酸酯乳液组成，且植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子、有机溶剂、聚丙烯酸酯乳液的质量比为(0.067～0.125)：(7.5～14)：(15～28)。
[0007]优选地，植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子的结构为菱形十二面体结构，粒径为100～250nm。
[0008]一种所述聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1)配制植酸锌溶液和2
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甲基咪唑溶液；
[0010]步骤2)将植酸锌溶液滴加至2
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甲基咪唑溶液中，反应后，依次进行洗涤和干燥，得到植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子；
[0011]步骤3)将植酸锌@沸石咪唑酯骨架
‑
8纳米粒子配制植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8溶液，并将植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8溶液与聚丙烯酸酯乳液混合，反应后，得到聚丙烯酸酯/
纳米粒子作为填料引入至聚丙烯酸酯乳液中，制备聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
‑
8纳米复合乳液。本专利技术通过这种被动与主动相结合的防腐蚀机理，协同提升聚丙烯酸酯涂层的防腐蚀性能。将聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米复合乳液喷涂于金属基材表面，干燥后得到聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂层。与纯聚丙烯酸酯涂层相比，聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂层具有优异的防腐蚀性能，其在频率为10
‑2Hz时，阻抗模量提高了3.24个数量级，达到10
5.95
Ω
·
cm2。此外，聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
‑
8复合防腐蚀涂层的铅笔硬度和附着力也均有所提高。
[0026]进一步地，植酸锌与2
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甲基咪唑的质量比是生成尺寸均一的植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子的关键。2
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甲基咪唑的用量越多，反应速率越快，形成的植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子尺寸越小。反应温度会影响植酸锌与2
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甲基咪唑之间的配位作用。此外，还会影响植酸锌的分散性，导致生成的植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子尺寸不均匀，易团聚。反应时间决定了植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子的结晶程度。反应时间越长，体系中锌与配体之间的反应越充分，形成的植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子晶型结构越规整，但是反应时间过长，体系中锌与配体的浓度不断降低，过低的配体不利于新的植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子晶体的生成。
附图说明
[0027]图1为植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子的SEM图片，放大倍数为45000倍。
[0028]图2为植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子在3.5wt％NaCl溶液中浸泡3天后的SEM图片，放大倍数为45000倍。
[0029]图3为植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子在3.5wt％NaCl溶液中浸泡3天前后的XRD谱图。
[0030]图4为聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯/植酸锌、聚丙烯酸酯/沸石咪唑酯骨架
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8及聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合涂层在3.5wt％NaCl溶液中的Nyquist图。
[0031]图5为图4中a处的放大图。
[0032]图6为图5中b处的放大图。
[0033]图7为聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯/植酸锌、聚丙烯酸酯/沸石咪唑酯骨架
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8及聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合涂层在3.5wt％NaCl溶液中的Bode图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0035]实施例1
[0036]一种聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0037](1)将0.12g植酸锌分散在4.0mL去离子水中超声分散10min以形成稳定的分散液；同时，将1.6g 2
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甲基咪唑分散在50mL去离子水中磁力搅拌5min，使其完全溶解。然后，在180r/min机械搅拌下将植酸锌水溶液缓慢滴加至2
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甲基咪唑水溶液中，滴加时间为0.5h，并于25℃下搅拌反应12h。最后，离心收集白色沉淀，并用水洗涤3次，50℃下真空干燥8h，即得植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子。
[0038](2)将0.067g植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料，其特征在于，涂料由植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子、有机溶剂和聚丙烯酸酯乳液组成，且植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子、有机溶剂、聚丙烯酸酯乳液的质量比为(0.067～0.125)：(7.5～14)：(15～28)。2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料，其特征在于，植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子的结构为菱形十二面体结构，粒径为100～250nm。3.一种权利要求1或2所述聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)配制植酸锌溶液和2
‑
甲基咪唑溶液；步骤2)将植酸锌溶液滴加至2
‑
甲基咪唑溶液中，反应后，依次进行洗涤和干燥，得到植酸锌@沸石咪唑酯骨架
‑
8纳米粒子；步骤3)将植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8纳米粒子配制植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8溶液，并将植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8溶液与聚丙烯酸酯乳液混合，反应后，得到聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料。4.根据权利要求3所述的聚丙烯酸酯/植酸锌@沸石咪唑酯骨架
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8复合防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，植酸锌溶液的溶剂为去离子水；植酸锌溶液中，植酸锌与去离子水的质量比为(0.12～0.30)：(4～12)；2
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甲基咪唑溶液的溶剂为去离子水；2
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甲基咪唑溶液中，2
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甲基咪唑与去离子水的质量比为(1.6～3.0)：(50～65)。5.根据权利要求3所述的聚丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍艳，魏艳敏，郭茹月，杨宏，张文博，刘超，祝茜，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：