[发明专利]一种钢铁表面缓蚀膜的制备方法

说明书

一种钢铁表面环保型缓蚀膜的制备方法，属于金属防腐领域，首先将钢铁试样粗打磨，经丙酮超声脱脂后用蒸馏水冲洗；将预处理的试样采用电化学或酸液刻蚀，获得活化的钢铁表面，用蒸馏水冲洗后氮气吹干备用；将采集植物洗净、烘干后粉碎，粉样分两次在不同温度下以水为溶剂进行提取，再将提取液合并、浓缩、定容；将提取液配制成合适浓度的组装液，倒入密闭组装瓶中，于定温水浴锅中充氮去氧；之后将钢铁试样放入该密闭容器中组装至一定时间，取出后用蒸馏水冲洗、氮气流吹干即可。本发明以植物体为原料获得成膜物质，通过自组装技术在钢铁表面制备缓蚀膜层，相比有机合成物质作成膜材料，具有成本低廉、操作简单、缓蚀效果好且对环境友好等优点。

技术领域

本发明属于金属防腐技术领域，具体涉及一种钢铁表面缓蚀膜的制备方法。

背景技术

钢铁的化学性质较为活泼，在使用环境中易被腐蚀，钢铁腐蚀会造成严重的经济损失和资源浪费，因此钢铁的腐蚀与防护作为材料腐蚀领域中的重要问题，一直受到社会各界，尤其是腐蚀科学领域学者们的密切关注。传统的钢铁表面防腐技术，如磷化、钝化、电镀、化学镀等表面工艺，由于经济成本高、操作复杂、对环境污染较大等缺点，已经逐渐不适应当今社会可持续发展的需要。随着现代表面技术的发展，一些新型涂镀技术和表面改性技术不断涌现，也极大拓展了表面技术的应用领域。分子自组装技术(self-assemblytechnology)是一种超薄成膜技术，由于自组装技术形成的膜层具有原位自发性、空间构型可控性及结构稳定性等特点，广泛应用于生物化学、材料科学和纳米科学等研究领域。不过，截止到目前，自组装技术用于金属腐蚀领域仅限于实验室阶段，所研究的金属主要包括金、银、铜等材料，而对于钢、锌等活泼金属研究较少；成膜物质多为实验室合成有机物质，主要包括巯基化合物、希夫碱、有机酸、杂环化合物和硅烷化合物等。

发明内容

本发明的目的是提供一种在钢铁表面制备植物型缓蚀功能膜的方法，以植物体为原料，通过自组装技术在钢铁表面制备缓蚀膜层，具有成本低廉、操作简单、缓蚀效果好且对环境友好等优点。

本发明采取的技术方案是：

一种钢铁表面缓蚀膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)钢铁表面除锈和清洗:钢铁试样依据表层锈蚀和粗糙程度，用砂纸进行粗打磨，得到平整的表面，然后经丙酮超声脱脂3～5分钟，再用蒸馏水进行冲洗；

(2)钢铁表面预处理：将清洗后的钢铁试样放入2mol·L^-1硝酸溶液中刻蚀3～5秒或采用电化学方法活化钢铁表面，蒸馏水冲洗后氮气流吹干表面，放置于氮气干燥箱中待用；

(3)植物提取液的制备：采集蕨类植物全株，烘干后粉碎至300目以上，得植物粉样，将粉样在25～30℃下首次用水浸泡10小时，过滤去渣，收集滤液；在所得残渣中再次加水，于70～80℃的水浴中浸泡2小时，过滤去渣，再次收集滤液；将两次收集的滤液合并，用旋转蒸发仪浓缩至粘稠状液体，倒出，待其温度降至室温，加水稀释定容；

(4)植物提取液的组装前处理：取步骤(3)定容后的蕨类植物提取液，加入蒸馏水制备成浓度为0.5g/L～1.0g/L的组装液，倒入密闭组装瓶中，放置在20～50℃的水浴锅中充氮去氧1小时；

(5)钢铁表面缓蚀膜的制备：将预处理后的钢铁试样放入步骤(4)所述的组装瓶中密闭组装1～3小时，取出后用蒸馏水冲洗，氮气流吹干即可。

实验中发现，在本技术方案的数值上限范围内，组装液的浓度越大、温度越高、浸泡时间越长，膜的缓蚀效果越好，通过实验结果，确定了本发明的最优参数。

进一步的，步骤(1)的粗打磨过程采用300^#-～2000^#金相砂纸逐级进行打磨。

进一步的，步骤(1)所述的平整表面是指采用百分表测量的平面度小于0.02。