一种担载缓蚀剂的载体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于金属材料的腐蚀防护技术，具体的说是一种由载体担载的缓蚀剂及其制备方法和应用。按重量百分比计，５～２０％的醋酸，７０～８５％的水，和１～５％的载体，余量为担载的缓蚀剂。按重量百分比计，将１～５％壳聚糖固体溶于酸性水溶液中，经过强力搅拌均匀，即得到壳聚糖水溶胶载体，其中酸性水溶液为５～２０％的醋酸、７０～８５％的水的醋酸水溶液。所述担载缓蚀剂的载体壳聚糖水溶胶载体，担载缓蚀剂后直接涂覆腐蚀防护的金属器件或作为添加剂添加到作为基底的有机防腐涂料蚀剂中再涂覆腐蚀防护的金属器件。本发明专利技术可以大量应用于金属材料的腐蚀防护，由于壳聚糖为天然材料，来源广泛、无毒无污染，可以在一定程度上防止微生物引起的金属腐蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料的腐蚀防护技术，具体的说是一种担载缓蚀剂的载体及其制 备方法和应用。
技术介绍
金属腐蚀是人类生活和现代工业，尤其是海洋、化工工业中设施破坏的重要因素， 腐蚀不仅造成材料的浪费，因设备维护而被迫停产，更严重的是因腐蚀而造成油、气泄漏引 发灾难性事故。目前，防止腐蚀方法有表面涂装、表面处理、电化学保护、添加缓蚀剂等多种 方法。添加缓蚀剂不失为一种工艺简便、成本低廉、实用性强的方法。但是，大部分的缓蚀 剂为含有N、S、P等原子的有机杂环分子，其中，相当数量的缓蚀剂不溶或难溶于水，由于溶 解度有限，这大大限制了缓蚀剂的保护效果，另外，加入的缓蚀剂由于水流的冲刷作用，原 先吸附在金属表面的分子很快被水流冲走，缩短了缓蚀剂的保护时间，这就需要长时间大 量地重新补充缓蚀剂，这不仅造成了缓蚀剂的浪费，而且费时费力。所以，开发一种对缓蚀 剂分子具有增溶作用、同时具有缓释效果，可以使负载的缓蚀剂分子长时间缓慢释放的缓 蚀剂载体，可以大大提高缓蚀剂的保护效果，对于节约人力物力和金属材料的保护都具有 重要的意义。壳聚糖(chitosan)是一种天然的阳离子型聚电解质，其化学名为(1-4)-2_氨 基-2-脱氧_ β -D-葡聚糖，来源于虾蟹外壳中的几丁质，经化学处理，脱去大部分氨基上的 乙酰基，是一种世界上广泛存在的有机资源，是节肢动物如虾、蟹、昆虫等外壳的重要成分 (约含10% 30%)，也存在于低等动物的细胞壁中。甲壳质是自然界产量仅次于纤维素 的第二大天然高分子可再生资源，来源丰富，价格便宜，无毒无污染，具有良好的生物相容 性和可降解性。目前，作为药物缓释剂、控释剂、助溶剂、黏附剂等广泛应用于医药领域。中 国专利CN1903367公布了一种壳聚糖用作5-氟尿嘧啶药物载体方法，中国专利CN1698901 公布了以壳聚糖及其衍生物作为药物载体负载丹参提取物的方法，实现了对丹参活性提取 物的增溶和控制释放。同时，壳聚糖在PH小于6的酸性溶液中，六元环上的氨基发生质子 化反应，使壳聚糖具有正电性；具有良好的成膜性，容易形成凝胶；对不溶或难溶药物具有 良好的增溶作用；此外，壳聚糖本身还具有很好的抗菌抑菌性，中国专利CN1664225利用壳 聚糖的这一性质制备了一种壳聚糖抗菌整理剂，但将壳聚糖水凝胶用作缓蚀剂载体材料目 前未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种来源广泛，价格便宜，制备简单的一种担载缓蚀剂的 载体及其制备方法和应用。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为一种担载缓蚀剂的载体按重量百分比计，5 20%的醋酸，70 85%的水，和 1 5%的载体，余量为担载的缓蚀剂。所述壳聚糖为脱乙酰度为85% 98%，分子量2000 250000。所述醋酸水溶液， 酸碱度PH为1 6。所述缓蚀剂为中性分子、不带有负电荷、在酸性环境下不分解或失去 缓蚀能力的有机分子。所述缓蚀剂为含有N、S、P等原子的不溶性杂环分子，2-巯基苯骈噻 唑、苯并三唑。制备方法按重量百分比计，将1 5%壳聚糖固体溶于酸性水溶液中，经过强力 搅拌均勻，即得到壳聚糖水溶胶载体，其中酸性水溶液为5 20%的醋酸、70 85%的水的 醋酸水溶液。所述壳聚糖水溶胶载体担载缓蚀剂，即将5 25%缓蚀剂加入到上述壳聚糖水溶 胶中充分搅拌，使缓蚀剂均勻分散到壳聚糖水溶胶中，即得担载有壳聚糖水溶胶载体的缓 蚀剂。所述缓蚀剂为中性分子、不带有负电荷、在酸性环境下不分解或失去缓蚀能力的有机 分子。应用所述担载缓蚀剂的载体壳聚糖水溶胶载体，担载缓蚀剂后直接涂覆腐蚀防 护的金属器件或作为添加剂添加到作为基底的有机防腐涂料蚀剂中再涂覆腐蚀防护的金 属器件。所述涂覆由载体担载的缓蚀剂的金属器件浸入含带10 20碳原子羧基的硫醇的 乙醇溶液中浸泡6-12小时。本专利技术有如下有益效果1.将本专利技术由载体担载的缓蚀剂作用于金属铜表面，根据在金属铜表面的阳极极 化曲线测试，由腐蚀电流计算得到的保护效率(PE)可达97. 70%。2.本专利技术所选用的载体壳聚糖来源于天然产物，无毒无污染无危险；同时壳聚糖 本身还具有抑菌活性，对于微生物腐蚀也有一定程度的抑制作用3.本专利技术由载体担载的缓蚀剂，原料来源广泛，基本溶剂为水，从而制备方法操作 简单，成本低廉，不需要特殊设备。附图说明图1为本专利技术实施例所制备的壳聚糖担载缓蚀剂水凝胶铜电极在3. 5% NaC 1溶 液中的阳极极化曲线图，其中，曲线a对应为实施例1中步骤1) ；b对应为实施例1中步骤 2) ；c对应为实施例1中步骤3)中(1)未添加缓蚀剂；d对应为实施例1中步骤3)中(3) 铜工作电极试样；图2为本专利技术实施所制备的壳聚糖担载缓蚀剂水凝胶铜片试样在硫酸盐还原菌 细菌培养液中浸泡6个小时后的数码照片对比图，A为刚从硫酸盐还原菌培养液中取出的 数码照片，B为上述铜片试样取出后在空气中放置10分钟的数码照片，从左至右依次为下 述实施案例1中a)步骤1)、b)步骤2)、c)未添加缓蚀剂的步骤5)和d)步骤5)铜片试样。图3为本专利技术实施例2壳聚糖担载缓蚀剂覆盖铜试样的扫描电镜图，其中(a)空 白铜试样(b)壳聚糖担载缓蚀剂覆盖铜试样。具体实施例方式实施例1原料壳聚糖CS(分子量=2100kDa，脱乙酰度=90.6% )购自桓台金湖甲壳制品有限公司(青岛)。11-羧基硫醇购自Sigma-Aldrich公司，未进行任何处理直接使用。 2-巯基苯骈噻唑和其它试剂均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司。所有的水溶液 都使用超纯水(Millipore)配制。1)实验用金属铜电极的制备电化学实验用铜电极由铜棒(直径8mm)制备，将纯铜棒切割成高Icm的圆柱体， 用环氧树脂将四周密封，一面连接铜导线，另一面露在外面，实验前先后用1200#和2000# 砂纸打磨成镜面，放入85%磷酸中浸泡5分钟，N2吹干。2)铜电极表面处理采用带11-羧基硫醇(UPA)，配成5mM的乙醇溶液，将步骤2)所制备的铜电极浸 泡在该溶液中放置过夜，N2吹干；由于吸附到铜样上的硫醇端基为羧基，使得铜样表面带负 H1^ ο3)由载体担载的缓蚀剂及其制备方法(1)将0. Ig的壳聚糖(CS，脱乙酰度为90%，分子量为20万)溶于6ml体积分数 为8%的醋酸水溶液，在密闭条件下，强力搅拌至壳聚糖完全溶解成均一透明的溶液。(2)向其中加入0.084g的2-巯基苯骈噻唑(MBI)，密闭条件下强力搅拌至缓蚀剂 分散均勻呈乳黄色。(3)将该含有缓蚀剂的壳聚糖水溶胶滴涂到上述吸附羧基硫醇的铜样表面 (MBI-CS/UPA铜电极)，室温晾干形成壳聚糖水凝胶。壳聚糖水溶胶带正电，铜样带负电，由 于二者之间的静电相互作用，使得壳聚糖凝胶稳定地吸附在铜样表面。4)电化学性能测试电化学测试采用的是一室三电极体系，分别将步骤1)、步骤2)、未添加缓蚀剂的 步骤5)和步骤5)所制得的铜电极作为工作电极，钼丝做对电极，Ag/AgCl(3M KCl)作参比 电极，所测试电解液为质量分数为3. 5% NaC 1溶液，浸泡2小时，待开路电位稳定后，开始 极化曲线测试，并根据曲线计算得到腐蚀电流，计算保护效率(PE)计算公式为PE(% ) = (l-icorr/i°corr) X100%其中，I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种担载缓蚀剂的载体，其特征在于：按重量百分比计，５～２０％的醋酸，７０～８５％的水，和１～５％的载体，余量为担载的缓蚀剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍祺，张盾，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]