基于酸／碱／腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了基于酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法，包括TSR

【技术实现步骤摘要】
基于酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及航空材料防腐涂层相关领域，具体为基于酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金是典型航空材料，具有密度低、比强度高等优点，大量应用于飞机蒙皮、机身等重要结构。但铝合金中富含铜或铁的金属间化合物通过电偶相互作用非常容易受到局部腐蚀。另外，由于长时间暴露于腐蚀性环境或机械损坏，即使涂层损伤是纳米级或微米级的小缺陷，也会破坏涂层的完整性并加速底层铝合金基材的局部腐蚀。聚合物涂层是通过在金属表面和腐蚀介质之间形成屏障层来减轻腐蚀最广泛采用的方法。负载绿色缓蚀剂的智能纳米容器因其同时具备良好防腐性能以及对环境无害的特点而被应用于防腐涂层中。而分子筛因离子交换性、疏水性、绿色环保、耐高温、耐腐蚀等优点，可以作为一种纳米容器来使用。
[0003]目前以智能纳米容器在金属表面制备涂层的研究已有相关报道，很多都是将含有缓蚀剂的纳米容器添加到聚合物基质中，然后在金属表面制备成防腐涂层。Ding等以介孔二氧化硅为纳米容器，以8
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羟基喹啉为有机缓蚀剂，将其掺入到混合有机
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无机溶胶
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凝胶涂层中构建智能防腐涂层，电化学阻抗谱测试结果表明该涂层具有优异的防腐性能(Ding CD,Xu JH,Tong L,Gong GC,Jiang W,Fu JJ.Design and Fabrication of a Novel Stimulus<br/>‑
Feedback Anticorrosion Coating Featured by Rapid Self
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healing Functionality for Protection of Magnesium Alloy.ACS Applied Materials&amp;Interfaces,2017,9(24):21034
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21047.)；Habibiyan等以氧化石墨烯(GO)为纳米容器制备了性能优异的自修复环氧复合涂层，结果表明负载GO
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PDA(聚多巴胺)和GO
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PDA
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Zn的复合涂层均具有出色的自修复功能，其缓蚀效率分别为88％和97％，均比未添加GO的环氧涂层缓蚀效率高(Habibiyan A,Ramezanzadeh B,Mahdavian M.Rational assembly of mussel
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inspired polydopamine(PDA)
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Zn(II)complex nanospheres on graphene oxide framework tailored for robust self
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healing anti corrosion coatings application.Chemical Engineering Journal,2020,391:123630.)；杜等以在铝合金表面制备了一种pH刺激响应型、具有双重自修复功能的智能环保涂层，该涂层能够针对铝合金损伤进行pH刺激响应和自修复，具有高效、耐久性强、环保等优点(杜娟，李香云，宋海鹏等，基于pH刺激响应型双重纳米容器的智能环保涂层及其制备方法，国家专利技术专利,专利授权号:ZL 2021 1 1036396.1)。上述报道的防腐涂层或者不具备刺激响应性能，或者具有pH刺激响应性能，均未对缓蚀剂进行完善的可控释放研究，造成了一定情况下缓蚀剂的浪费。因此，对于纳米容器增强的防腐涂层，缓蚀剂的可控释放难题还未解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法，包括TSR
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SNs@环氧树脂层，所述TSR
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SNs@环氧树脂层的外部设置有纯环氧树脂层。
[0006]一种使用如所述的基于酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0007]步骤1，纳米容器介孔ZSM
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5的制备，将四丙基氢氧化铵溶解于去离子水中，然后在搅拌条件下缓慢滴入正硅酸乙酯，最后加入偏铝酸钠，搅拌均匀后置于高温高压反应釜中进行合成反应，反应一定时间后，离心干燥后制备成ZSM
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5分子筛粉末，然后将制成的ZSM
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5分子筛粉末进行第一次煅烧以去除模板剂，之后将ZSM
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5分子筛粉末分散在Na2CO3溶液中水浴处理后进行冰浴处理，再将悬浮液离心、洗涤、干燥，最后，将产物ZSM
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5粉末在马弗炉中进行第二次煅烧，得脱硅后的介孔ZSM
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5分子筛粉末；
[0008]步骤2，酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型智能纳米容器的组装，将步骤1中制备的介孔ZSM
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5分子筛粉末超声分散在甲苯中，然后在氩气气氛下将氯甲基三乙氧基硅烷(CMTES)滴加到所得混合物中并磁力搅拌，溶液回流，离心收集产物，然后用甲苯和甲醇洗涤，然后真空干燥过夜，得到ZSM
‑5‑
Cl粉末，将制备的ZSM
‑5‑
Cl粉末超声分散在含产物1的甲苯溶液中，在氩气气氛下回流，离心收集产物，然后用甲醇洗涤，真空干燥得到ZSM
‑5‑
NH粉末，将制备的ZSM
‑5‑
NH粉末浸泡在Ce(NO3)3溶液中，搅拌，混合结束后过滤所得样品，用蒸馏水洗涤，干燥得到Ce
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ZSM
‑5‑
NH粉末，将CB[7]溶于含NaCl的PBS溶液中，再加入Ce(NO3)3溶液，将Ce
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ZSM
‑5‑
NH粉末超声分散于上述溶液中，室温下搅拌，所得产物离心收集，用PBS溶液洗涤三次，真空干燥即可得到酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型智能纳米容器TSR
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SNs；
[0009]步骤3，铝合金表面TSR
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SNs增强的环氧树脂层制备，将步骤2得到的TSR
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SNs超声分散在环氧树脂中，加入固化剂后搅拌，用涂布棒将TSR
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SNs增强的环氧树脂层涂覆在铝合金表面后，自然固化形成TSR
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SNs@环氧树脂层；
[0010]步骤4，铝合金表面纯环氧树脂层制备，将与固化剂充分混合的纯环氧树脂层涂覆在铝合金表面，使体系自然固化。
[0011]优选的，在步骤1中，正硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵、偏铝酸钠及去离子水的用量比为1:0.3～0.4:0.02:90～110，搅拌时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法，包括TSR
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SNs@环氧树脂层(1)，其特征在于：所述TSR
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SNs@环氧树脂层(1)的外部设置有纯环氧树脂层(2)。2.基于酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型纳米容器增强的环氧涂层及其制备方法的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1，纳米容器介孔ZSM
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5的制备，将四丙基氢氧化铵溶解于去离子水中，然后在搅拌条件下缓慢滴入正硅酸乙酯，最后加入偏铝酸钠，搅拌均匀后置于高温高压反应釜中进行合成反应，反应一定时间后，离心干燥后制备成ZSM
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5分子筛粉末，然后将制成的ZSM
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5分子筛粉末进行第一次煅烧以去除模板剂，之后将ZSM
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5分子筛粉末分散在Na2CO3溶液中水浴处理后进行冰浴处理，再将悬浮液离心、洗涤、干燥，最后，将产物ZSM
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5粉末在马弗炉中进行第二次煅烧，得脱硅后的介孔ZSM
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5分子筛粉末；步骤2，酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型智能纳米容器的组装，将步骤1中制备的介孔ZSM
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5分子筛粉末超声分散在甲苯中，然后在氩气气氛下将氯甲基三乙氧基硅烷(CMTES)滴加到所得混合物中并磁力搅拌，溶液回流，离心收集产物，然后用甲苯和甲醇洗涤，然后真空干燥过夜，得到ZSM
‑5‑
Cl粉末，将制备的ZSM
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Cl粉末超声分散在含产物1的甲苯溶液中，在氩气气氛下回流，离心收集产物，然后用甲醇洗涤，真空干燥得到ZSM
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NH粉末，将制备的ZSM
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NH粉末浸泡在Ce(NO3)3溶液中，搅拌，混合结束后过滤所得样品，用蒸馏水洗涤，干燥得到Ce
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ZSM
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NH粉末，将CB[7]溶于含NaCl的PBS溶液中，再加入Ce(NO3)3溶液，将Ce
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ZSM
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NH粉末超声分散于上述溶液中，室温下搅拌，所得产物离心收集，用PBS溶液洗涤三次，真空干燥即可得到酸/碱/腐蚀电位三重刺激响应型智能纳米容器TSR
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SNs；步骤3，铝合金表面TSR
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SNs增强的环氧树脂层制备，将步骤2得到的TSR
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SNs超声分散在环氧树脂中，加入固化剂后搅拌，用涂布棒将TSR
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SNs增强的环氧树脂层涂覆在铝合金表面后，自然固化形成TSR
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SNs@环氧树脂层(1)；步骤4，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜娟，王兆林，宋海鹏，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：