[发明专利]一种负载腐蚀响应剂的纳米容器及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种负载腐蚀响应剂的纳米容器及其制备方法与应用。所述负载腐蚀响应剂的纳米容器的制备方法包括：将介孔二氧化硅与分散溶剂混合均匀形成二氧化硅分散液；之后向所述二氧化硅分散液中加入腐蚀响应剂溶液混合均匀，经后处理制得负载腐蚀响应剂的二氧化硅；最后将所述负载腐蚀响应剂的二氧化硅与壳聚糖溶液混合均匀，之后向混合溶液中加入三聚磷酸钠溶液混合均匀，经后处理制得负载腐蚀响应剂的纳米容器。本发明制备的腐蚀自预警与自修复的双功能防腐涂层灵敏度高，可迅速检测出金属表面的局部腐蚀并在腐蚀界面处形成缓蚀膜发挥自修复功能，在材料腐蚀防护评价及检测中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于表面防护技术领域，具体涉及一种负载腐蚀响应剂的纳米容器及其制备方法与应用。

背景技术

涂装有机涂层被认为是防止金属腐蚀腐蚀最有效、最经济的方法，其成本约占防腐总成本的三分之二。有机涂层主要将基底金属与腐蚀介质隔离，避免腐蚀电化学反应的发生。涂层在长期使用过程中，涂层表面会产生微缺陷，且这种微缺陷很难直接观测到，如果得不到及时有效的修补，腐蚀介质就会渗入涂层内部并到达金属界面处，引发金属的局部腐蚀，导致涂层使用寿命大大降低。目前主要通过设计具有自我修复能力的防腐涂层，利用微胶囊或纳米容器负载修复剂，在涂层产生缺陷后，能够通过一定的物理、化学作用使涂层的防护性能得到一定程度的恢复，可有效提高涂层的防护性能。

人们对于自修复防腐涂层的研究大致分为两类：一是利用聚合物胶囊包覆愈合剂，如异氰酸酯、环氧树脂、亚麻籽油等，利用交联固化反应修复涂层缺陷，但该类自修复涂层所需微胶囊尺寸较大，会对涂层膜的致密性产生一定的影响，限制了其广泛的应用。另一类是利用纳米容器封装缓蚀剂，利用缓蚀剂与金属基底间的配位作用，在裸露金属表面吸附并形成保护膜，阻止金属的氧化反应，通常所使用的纳米容器为介孔、多孔材料，且多为球形或管状，无法为涂层提供良好的屏蔽效果。

目前关于自修复防腐涂层研究较多，关于制备自修复防腐涂层的方法也比较多，但传统的自修复涂层无法直接反映出局部腐蚀的发生。精确定位局部腐蚀反应的位置及反应程度，预警腐蚀反应的发生，对应急防护处理及有效修复具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种负载腐蚀响应剂的纳米容器及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种负载腐蚀响应剂的纳米容器的制备方法，其包括：

将介孔二氧化硅与分散溶剂混合均匀形成二氧化硅分散液；

向所述二氧化硅分散液中加入腐蚀响应剂混合均匀，再经离心处理，制得负载腐蚀响应剂的二氧化硅；

以及，将所述负载腐蚀响应剂的二氧化硅与壳聚糖溶液混合均匀，之后向混合溶液中加入三聚磷酸钠混合均匀，再经离心，制得负载腐蚀响应剂的纳米容器。

本发明实施例还提供了前述方法制备的负载腐蚀响应剂的纳米容器，所述负载腐蚀响应剂的纳米容器的孔径为2-3nm，粒径为150-300nm，孔隙率为0.2-0.3cm³/g。

本发明实施例还提供了前述负载腐蚀响应剂的纳米容器于制备腐蚀自预警与自修复的双功能防腐涂料或涂层中的用途。

本发明实施例还提供了一种腐蚀自预警与自修复的双功能防腐涂料，其包括按重量份计算的如下组分：前述的负载腐蚀响应剂的纳米容器0.5-5份、稀释剂1-5份、环氧树脂40-80份、分散剂1-5份、流平剂1-5份及固化剂10-20份。