一种超疏水复合防腐蚀涂层及其构筑方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种超疏水复合防腐蚀涂层的构筑方法，采用改性剂对ZnPA@ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水复合防腐蚀涂层及其构筑方法和应用


[0001]本专利技术属于防腐蚀涂层
，具体涉及一种超疏水复合防腐蚀涂层及其构筑方法和应用。

技术介绍

[0002]金属腐蚀造成了巨大的经济损失和环境污染，甚至威胁人类健康安全。据统计，全球每年约有20％的金属材料因被腐蚀而无法回收，因此，寻求一种能够减缓金属腐蚀的防腐蚀涂层构筑方法是各国及金属行业的当务之急。
[0003]现有研究中，有机
‑
无机复合涂层是当前的研究热点。通常采用物理共混法或化学原位聚合法以有机聚合物为成膜物质，无机纳米粒子为填料，协同提高涂层的防腐蚀性能。但由于无机纳米粒子的引入量较小，且与有机聚合物之间结合力较差，因此复合涂层的防腐蚀性能提升有限，无法做到长期防腐。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种超疏水复合防腐蚀涂层及其构筑方法和应用，以解决无机纳米粒子引入量较少，且与有机聚合物间结合力较差，防腐效果不佳的问题。
[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]本专利技术公开了一种超疏水复合防腐蚀涂层的构筑方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1)，将改性剂与无水乙醇混合均匀，形成混合溶液，在冰浴条件下，向混合溶液中加入ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料，超声、搅拌、洗涤干燥，得到超疏水ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料；
[0008]步骤2)，采用层层喷涂法，将成膜物质均匀喷涂于金属基体表面，干燥固化后形成一层涂层，将交联剂与溶剂混合均匀喷涂于涂层表面，然后将超疏水 ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料在溶剂中超声分散，喷涂于涂层的顶层，真空干燥固化后进行室温干燥，得到超疏水复合防腐蚀涂层。
[0009]优选地，步骤1)中，改性剂、无水乙醇与ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料的质量比为(0.25～0.40)：(5～15)：(0.05～0.15)。
[0010]优选地，步骤1)中，所述改性剂为硅烷偶联剂KH
‑
550、硅烷偶联剂KH
‑
570、六甲基二硅氮烷、1H,1H,2H,2H全氟辛基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三乙氧基硅烷。
[0011]优选地，步骤1)中，所述混合均匀为磁力搅拌0.5～2.0h。
[0012]优选地，步骤1)中，所述超声为先在超声细胞粉碎机中超声5～15min，随后转移至超声波清洗器中继续超声20～40min，结束后磁力搅拌20～30h。
[0013]优选地，步骤2)中，交联剂与溶剂的质量比为(0.01～0.05)：(3～8)，超疏水ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料与溶剂的质量比为(0.10～0.20)：(8～12)；成膜物质的用量为333～500g/m2，交联剂的用量为3.33～16.67g/m2，超疏水 ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复
合材料的用量为33.33～66.67g/m2。
[0014]优选地，步骤2)中，所述成膜物质为聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液或环氧树脂。
[0015]优选地，步骤2)中，所述交联剂为三亚乙基四胺交联剂、氮丙啶交联剂或六氢邻苯二甲酸酐交联剂；溶剂为无水乙醇或丙酮。
[0016]优选地，步骤2)中，超声分散30～60min，在85℃下真空干燥固化20～40min，室温干燥20～30h。
[0017]本专利技术还公开了上述构筑方法得到的超疏水复合防腐蚀涂层，所述超疏水复合防腐蚀涂层的水接触角为161.9
°
，在10
‑2Hz时阻抗模量为106.15Ω
·
cm2。
[0018]本专利技术还公开了上述超疏水复合防腐蚀涂层在制备金属防腐材料中的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术公开了一种超疏水复合防腐蚀涂层的构筑方法，首先采用改性剂对 ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料进行疏水改性，制备了一种超疏水 ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料，然后利用层层喷涂法将成膜物质、交联剂、超疏水ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料依次喷涂于金属基体表面制备超疏水复合防腐蚀涂层。一方面，引入较多的超疏水ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料，喷涂于涂层的顶层，能够隔绝腐蚀环境中水分子的透过，大大削弱水分子在涂层中的渗透能力，发挥物理屏蔽作用；另一方面，超疏水 ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料中的二维层状材料MoS2能够延长腐蚀介质在涂层内部的扩散途径及时间，ZnPA@ZIF
‑
8纳米粒子中的缓蚀剂植酸锌即2
‑ꢀ
甲基咪唑能够发挥自修复性能，减缓金属的腐蚀速率。另外，交联剂的存在增强了成膜物质与超疏水ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料间的结合力，提高了复合涂层的使用寿命。通过层层喷涂法所制备的这种兼具被动与主动防护功能的超疏水复合防腐蚀涂层，协同提升了金属基体的防腐蚀性能。此外，层层喷涂法作为一种简单通用的复合涂层制备方法，不仅可以克服物理共混法或化学原位聚合法的缺点，又能够根据各种材料的特性对涂层进行结构设计，从而充分发挥每种材料的优势，获得防腐蚀性能优异的复合涂层。
[0021]本专利技术还公开了上述制备方法得到的超疏水复合防腐蚀涂层，与空白样、层层喷涂法所制复合涂层相比，本专利技术所制备的超疏水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，阻抗模量分别提高了3.90和1.86个数量级，达到10
6.15
Ω
·
cm2。
附图说明
[0022]图1为本专利技术ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料的水接触角图；
[0023]图2为本专利技术超疏水ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料的水接触角图；
[0024]图3为本专利技术层层喷涂法所制备复合涂层的水接触角图；
[0025]图4为本专利技术层层喷涂法所制备超疏水复合防腐蚀涂层的水接触角图；
[0026]图5为本专利技术空白样在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超疏水复合防腐蚀涂层的构筑方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，将改性剂与无水乙醇混合均匀，形成混合溶液，在冰浴条件下，向混合溶液中加入ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料，超声、搅拌、洗涤干燥，得到超疏水ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料；步骤2)，采用层层喷涂法，将成膜物质均匀喷涂于金属基体表面，干燥固化后形成一层涂层，将交联剂与溶剂混合均匀喷涂于涂层表面，然后将超疏水ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料在溶剂中超声分散，喷涂于涂层的顶层，真空干燥固化后进行室温干燥，得到超疏水复合防腐蚀涂层。2.根据权利要求1所述的超疏水复合防腐蚀涂层的构筑方法，其特征在于，步骤1)中，改性剂、无水乙醇与ZnPA@ZIF
‑
8/PDA
‑
MoS2纳米复合材料的质量比为(0.25～0.40)：(5～15)：(0.05～0.15)。3.根据权利要求1所述的一种超疏水复合防腐蚀涂层的构筑方法，其特征在于，步骤1)中，所述改性剂为硅烷偶联剂KH
‑
550、硅烷偶联剂KH
‑
570、六甲基二硅氮烷、1H,1H,2H,2H全氟辛基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H
‑
全氟癸基三乙氧基硅烷。4.根据权利要求1所述的一种超疏水复合防腐蚀涂层的构筑方法，其特征在于，步骤1)中，所述超声为先在超声细胞粉碎机中超声5～15min，...

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