CN105363395A - 一种纳米腐蚀抑制剂负载结构的制备方法 - Google Patents

一种纳米腐蚀抑制剂负载结构的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料添加剂技术，旨在提供一种纳米腐蚀抑制剂负载结构的制备方法。该方法：硅丙乳液、无水乙醇、去离子水、正硅酸甲酯反应后，升温至沸腾状态并保温；将溶液过滤、清洗后，干燥、烘干；得到的SiO2纳米空心球加至苯丙三氮唑水溶液中，升温后搅拌；过滤、清洗；将得到的负载了腐蚀抑制剂的SiO2纳米空心球加入聚苯乙烯磺酸钠溶液中，搅拌、过滤、清洗、烘干，得到包覆了聚苯乙烯磺酸钠的SiO2纳米空心球负载苯丙三氮唑结构。本发明大幅提高了腐蚀抑制剂的负载量，同时通过聚苯乙烯磺酸钠对纳米微球进行包覆。因聚苯乙烯磺酸钠在pH值在9以上溶胀率最大，这时腐蚀抑制剂溶出率最高，可实现苯丙三氮唑腐蚀抑制剂的有效使用，防止其在涂料中流失。

Description

一种纳米腐蚀抑制剂负载结构的制备方法
技术领域
本发明涉及涂料添加剂技术，具体涉及纳米腐蚀抑制剂负载结构制备方法。
背景技术
船舶用防腐涂料由于在腐蚀性很强的海洋环境中服役，对涂层的耐腐蚀性能要求很高，单一的防腐涂料在防腐性能方面还有待提高，故需要在涂料中添加腐蚀抑制剂以提高涂料的防腐性能。通常，腐蚀抑制剂直接加入到防腐涂料中，但这种情况下腐蚀抑制剂在使用过程中容易流失，从而降低了腐蚀抑制剂的效能。本发明提供了一种腐蚀抑制剂负载结构，通过该负载结构实现腐蚀抑制剂的负载，不仅负载量大，且在涂料中可选择性释放，有效减少了腐蚀抑制剂的流失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种纳米腐蚀抑制剂负载结构制备方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种纳米腐蚀抑制剂负载结构的制备方法，包括以下步骤：
(1)在500r/min和30℃的搅拌条件下，将1质量份硅丙乳液加入至10质量份无水乙醇中混匀；再加入1质量份去离子水搅拌混匀，用酸调节溶液的pH值在2～3之间；继续加入8质量份的正硅酸甲酯，反应6小时后，将溶液升温至沸腾并保温24小时，得到包覆了SiO2的硅丙乳液纳米结构颗粒；将溶液经滤纸过滤，并用去离子水反复清洗固体颗粒3次；在100℃下干燥1h后，放入500℃烘箱中保温3h，得到SiO2纳米空心球；
(2)将1质量份的SiO2纳米空心球加入至10质量份的质量浓度为5％的苯丙三氮唑水溶液中，升温至70℃后搅拌5h；过滤出溶液中的SiO2纳米空心球，用去离子水清洗3次，得到负载了腐蚀抑制剂的SiO2纳米空心球；
(3)配制质量浓度为10％的聚苯乙烯磺酸钠水溶液，将溶液pH值调节至3～5；将负载了腐蚀抑制剂的SiO2纳米空心球加入聚苯乙烯磺酸钠溶液中，搅拌5h后过滤；固体颗粒以去离子水清洗3次，在80℃下烘干2h，得到包覆了聚苯乙烯磺酸钠的SiO2纳米空心球负载苯丙三氮唑结构。
本发明中，步骤(1)中所述硅丙乳液的平均粒度为80nm，分解温度为200～300℃。
本发明中，步骤(3)中所述聚苯乙烯磺酸钠的相对分子量为2000～3000。
本发明中，步骤(1)中所述的酸为无机酸。
本发明中，所述无机酸是盐酸或硝酸。
与现有制备技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用中空SiO2纳米微球结构负载腐蚀抑制剂苯丙三氮唑，大幅提高了腐蚀抑制剂的负载量，同时通过聚苯乙烯磺酸钠对纳米微球进行包覆。因聚苯乙烯磺酸钠在不同pH值环境下其溶胀率不同，溶液pH值在9以上(腐蚀环境)溶胀率最大，这时腐蚀抑制剂溶出率最高，可实现苯丙三氮唑腐蚀抑制剂的有效使用，防止其在涂料中流失。
具体实施方式
以下通过实例进一步对本发明进行描述。
本发明各实施例中，所用硅丙乳液平均粒度为80nm，其分解温度为200～300℃，可选用广东美标化工有限公司生产的P007。所用酸为盐酸、硝酸等无机酸。所用苯丙三氮唑选用南通康华化工有限公司生产的BTA。所用聚苯乙烯磺酸钠，相对分子量为2000～3000，选用南京探求生物技术有限公司生产的TQPZ0013。
实施例1：
一种纳米腐蚀抑制剂负载结构制备方法，包括如下步骤：
(1)在500r/min，30℃的搅拌条件下，将1质量份硅丙乳液加入10质量份无水乙醇搅拌，再加入1质量份去离子水搅拌混合，向混合溶液中加入盐酸调节溶液的pH值为2，向上述溶液中加入8质量份的正硅酸甲酯后反应6小时，然后将溶液升温至沸腾状态，并保温24小时后得到包覆SiO2的硅丙乳液纳米结构颗粒，将上述溶液经滤纸过滤，并用去离子水反复清洗得到的纳米结构颗粒3次；在100℃下干燥1h后，放入500℃烘箱中保温3h后得到SiO2纳米空心球。
(2)将1质量份步骤(1)的SiO2纳米空心球加入10质量份、质量浓度为5％的苯丙三氮唑水溶液中，将溶液温度升温至70℃，搅拌5h，过滤出溶液中的SiO2纳米空心球，用去离子水清洗3次得到负载了腐蚀抑制剂的；
(3)配制质量浓度为10％的聚苯乙烯磺酸钠水溶液，用盐酸将溶液pH值调节至3；将步骤(2)中的负载腐蚀抑制剂的SiO2纳米空心球加入聚苯乙烯磺酸钠溶液中搅拌5h后过滤，用去离子水清洗3次，在80℃下烘干2h，得到包覆聚苯乙烯磺酸钠的SiO2纳米空心球负载苯丙三氮唑结构。
实施例2：
与实施例1相比，除将步骤(1)中的盐酸改为硝酸、pH值调节至2.5，将步骤(3)中pH值调节至4之外，其余各步骤及参数均与实施例1相同。
一种纳米腐蚀抑制剂负载结构制备方法，包括如下步骤：
(1)在500r/min，30℃的搅拌条件下，将1质量份硅丙乳液加入10质量份无水乙醇搅拌，再加入1质量份去离子水搅拌混合，向混合溶液中加入硝酸调节溶液的pH值为2.5，向上述溶液中加入8质量份的正硅酸甲酯后反应6小时，然后将溶液升温至沸腾状态，并保温24小时后得到包覆SiO2的硅丙乳液纳米结构颗粒，将上述溶液经滤纸过滤，并用去离子水反复清洗得到的纳米结构颗粒3次；在100℃下干燥1h后，放入500℃烘箱中保温3h后得到SiO2纳米空心球。
(2)将1质量份步骤(1)的SiO2纳米空心球加入10质量份、质量浓度为5％的苯丙三氮唑水溶液中，将溶液温度升温至70℃，搅拌5h，过滤出溶液中的SiO2纳米空心球，用去离子水清洗3次得到负载了腐蚀抑制剂的；
(3)配制质量浓度为10％的聚苯乙烯磺酸钠水溶液，用硝酸将溶液pH值调节至4；将步骤(2)中的负载腐蚀抑制剂的SiO2纳米空心球加入聚苯乙烯磺酸钠溶液中搅拌5h后过滤，用去离子水清洗3次，在80℃下烘干2h，得到包覆聚苯乙烯磺酸钠的SiO2纳米空心球负载苯丙三氮唑结构。
实施例3：
与实施例1相比，除将步骤(1)中的pH值调节至3、将步骤(3)中的pH值调节至5之外，其余各步骤及参数均与实施例1相同。
一种纳米腐蚀抑制剂负载结构制备方法，包括如下步骤：
(1)在500r/min，30℃的搅拌条件下，将1质量份硅丙乳液加入10质量份无水乙醇搅拌，再加入1质量份去离子水搅拌混合，向混合溶液中加入盐酸调节溶液的pH值为3，向上述溶液中加入8质量份的正硅酸甲酯后反应6小时，然后将溶液升温至沸腾状态，并保温24小时后得到包覆SiO2的硅丙乳液纳米结构颗粒，将上述溶液经滤纸过滤，并用去离子水反复清洗得到的纳米结构颗粒3次；在100℃下干燥1h后，放入500℃烘箱中保温3h后得到SiO2纳米空心球。
(2)将1质量份步骤(1)的SiO2纳米空心球加入10质量份、质量浓度为5％的苯丙三氮唑水溶液中，将溶液温度升温至70℃，搅拌5h，过滤出溶液中的SiO2纳米空心球，用去离子水清洗3次得到负载了腐蚀抑制剂的；
(3)配制质量浓度为10％的聚苯乙烯磺酸钠水溶液，用盐酸将溶液pH值调节至5；将步骤(2)中的负载腐蚀抑制剂的SiO2纳米空心球加入聚苯乙烯磺酸钠溶液中搅拌5h后过滤，用去离子水清洗3次，在80℃下烘干2h，得到包覆聚苯乙烯磺酸钠的SiO2纳米空心球负载苯丙三氮唑结构。
本发明制备获得的纳米腐蚀抑制剂负载结构的使用方法是：将质量份3～5份的负载腐蚀抑制剂负载结构加入到100质量份的市售船舶用涂料中，搅拌均匀即可使用。

Claims (5)

1.一种纳米腐蚀抑制剂负载结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在500r/min和30℃的搅拌条件下，将1质量份硅丙乳液加入至10质量份无水乙醇中混匀；再加入1质量份去离子水搅拌混匀，用酸调节溶液的pH值在2～3之间；继续加入8质量份的正硅酸甲酯，反应6小时后，将溶液升温至沸腾状态并保温24小时，得到包覆了SiO2的硅丙乳液纳米结构颗粒；将溶液经滤纸过滤，并用去离子水反复清洗固体颗粒3次；在100℃下干燥1h后，放入500℃烘箱中保温3h，得到SiO2纳米空心球；
(2)将1质量份的SiO2纳米空心球加入至10质量份的质量浓度为5％的苯丙三氮唑水溶液中，升温至70℃后搅拌5h；过滤出溶液中的SiO2纳米空心球，用去离子水清洗3次，得到负载了腐蚀抑制剂的SiO2纳米空心球；
(3)配制质量浓度为10％的聚苯乙烯磺酸钠水溶液，将溶液pH值调节至3～5；将负载了腐蚀抑制剂的SiO2纳米空心球加入聚苯乙烯磺酸钠溶液中，搅拌5h后过滤；固体颗粒以去离子水清洗3次，在80℃下烘干2h，得到包覆了聚苯乙烯磺酸钠的SiO2纳米空心球负载苯丙三氮唑结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述硅丙乳液的平均粒度为80nm，分解温度为200～300℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述聚苯乙烯磺酸钠的相对分子量为2000～3000。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的酸为无机酸。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述无机酸是盐酸或硝酸。
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