[发明专利]一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器、其制备及应用方法

权利要求书

1.一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器，以介孔纳米二氧化硅微球为骨架，其内部担载与铜基体进行反应的缓蚀剂，对介孔纳米二氧化硅微球表面进行改性处理，形成对缓蚀剂可控释放的智能纳米容器，其特征在于，

所述介孔纳米二氧化硅微球的制备方法如下：

11）将模板剂、水、无水乙醇、三乙醇胺以摩尔比2~5∶100~105∶45~50∶6~10混合，磁力搅拌10~15 min，将混合液加热至80~90℃，逐滴加入一定量的正硅酸乙酯，正硅酸乙酯与混合液中水的摩尔比为5~7∶100~105，在80~90℃冷凝回流2 h以上，离心，干燥，收集纳米粒子；

12）将步骤11）所得纳米粒子在550~650℃灼烧6~8 h，分解模板剂，得到介孔纳米二氧化硅微球。

2.根据权利要求1所述的一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器，其特征在于，在所述介孔纳米二氧化硅微球内部担载与铜基体进行反应的缓蚀剂时，采用真空负压装载法，缓蚀剂的载量达40 wt%。

3.根据权利要求1或2所述的一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器，其特征在于，对介孔纳米二氧化硅微球表面进行改性处理时，先使用硅烷偶联剂对介孔纳米二氧化硅微球进行表面功能化，增加其分散性，之后将表面功能化的介孔纳米二氧化硅微球表面修饰对pH响应的分子开关。

4.如权利要求1所述的一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.介孔纳米二氧化硅微球的制备

11）将模板剂、水、无水乙醇、三乙醇胺以摩尔比2~5∶100~105∶45~50∶6~10混合，磁力搅拌10~15 min，将混合液加热至80~90℃，逐滴加入一定量的正硅酸乙酯，正硅酸乙酯与混合液中水的摩尔比为5~7∶100~105，在80~90℃冷凝回流2 h以上，离心，干燥，收集纳米粒子；

12）将步骤11）所得纳米粒子在550~650℃灼烧6~8 h，分解模板剂，得到介孔纳米二氧化硅微球；

步骤2.在介孔纳米二氧化硅微球内部担载缓蚀剂

步骤3.对介孔纳米二氧化硅微球表面进行改性处理，形成对缓蚀剂可控释放的智能纳米容器。

5.根据权利要求4所述的一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器的制备方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程为：

21）将步骤1所得介孔纳米二氧化硅微球作为纳米容器，重新分散在缓蚀剂的水或酒精溶液中，搅拌振荡20~30 min，形成悬浮液；

22）将步骤21）所得悬浮液转移至真空室，抽真空至低于50 mbar保持10~15 min，恢复至大气压，离心，干燥；

23）为了增加缓蚀剂的担载量，将步骤21）至步骤22）重复操作0-3次。

6.根据权利要求3或4所述的一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器的制备方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：

31）将步骤2所得产物分散在合适浓度的硅烷偶联剂中，在合适的温度下回流一段时间，离心，干燥；

32）将步骤31）所得产物分散在对pH响应的表面修饰剂中，形成对缓蚀剂可控释放的智能纳米容器。

7.如权利要求1所述的一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器的应用方法，其特征在于，将智能纳米容器应用于智能自修复防腐涂层，防止铜及其合金的腐蚀，具体过程为：

将智能纳米容器采用高速分散法应用于树脂涂层中，其添加量为1-4 wt%，将添加有智能纳米容器的树脂涂层涂覆在经表面处理的铜及其合金基体上，固化后即形成自修复防腐涂层。

8.根据权利要求7所述的一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器的应用方法，其特征在于，所述树脂涂层选自于醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂涂层。

9.根据权利要求8所述的一种防止铜及铜合金腐蚀的智能纳米容器的应用方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂根据树脂涂层的不同，选自KH-550，KH-560，KH-570，甲基三乙氧基硅烷。

10.一种介孔纳米二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

11）将模板剂、水、无水乙醇、三乙醇胺以摩尔比2~5∶100~105∶45~50∶6~10混合，磁力搅拌10~15 min，将混合液加热至80~90℃，逐滴加入一定量的正硅酸乙酯，正硅酸乙酯与混合液中水的摩尔比为5~7∶100~105，在80~90℃冷凝回流2 h以上，离心，干燥，收集纳米粒子；

12）将步骤11）所得纳米粒子在550~650℃灼烧6~8 h，分解模板剂，得到介孔纳米二氧化硅微球。