CN105525323B - 金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法 - Google Patents

金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105525323B
CN105525323B CN201510563572.5A CN201510563572A CN105525323B CN 105525323 B CN105525323 B CN 105525323B CN 201510563572 A CN201510563572 A CN 201510563572A CN 105525323 B CN105525323 B CN 105525323B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compound
protective coating
high temperature
self assembly
temperature resistant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510563572.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105525323A (zh
Inventor
白永平
曲德智
李卫东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi Haite New Material Research Institute Co Ltd
Harbin Institute of Technology of Wuxi Research Institute of New Materials
Original Assignee
Wuxi Haite New Material Research Institute Co Ltd
Harbin Institute of Technology of Wuxi Research Institute of New Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi Haite New Material Research Institute Co Ltd, Harbin Institute of Technology of Wuxi Research Institute of New Materials filed Critical Wuxi Haite New Material Research Institute Co Ltd
Priority to CN201510563572.5A priority Critical patent/CN105525323B/zh
Publication of CN105525323A publication Critical patent/CN105525323A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105525323B publication Critical patent/CN105525323B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Chemically Coating (AREA)

Abstract

本发明公开了一种金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法，该防护涂层包括碳硼烷基硫醇，所述的碳硼烷基硫醇的结构如式（I）所示，（I），式（I）中代表碳硼烷基团；R1代表烷基或芳基。其制备方法：取化合物A、化合物B和苯于三口瓶中，反应后停止，降至室温后过滤，所得固体干燥得到化合物C；取化合物C、硫脲和乙醇水溶液于三口瓶中，加热回流反应后，冷却至室温加入碱液继续反应后，蒸发溶剂得到碳硼烷基硫醇；将碳硼烷硫醇乙醇溶液和LiClO4乙醇溶液按照摩尔配比混合均匀；将金属基底表面进行清洁处理后，通过恒电位法对组装液进行自组装。本发明耐高温、耐氧化性能好，能够对金属表面起到很好的防护作用。

Description

金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法
技术领域
本发明涉及防护涂层领域，特别是涉及一种金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法。
背景技术
金和银广泛应用于电子电器材料、工艺饰品、医疗等领域。由于其表面易产生划痕、易被特定的化学物质腐蚀，所以对其进行一定的防护改性变得越来越重要。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法，耐高温、耐氧化性能好，能够对金、银等金属表面起到很好的防护作用。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，该防护涂层包括碳硼烷基硫醇，所述的碳硼烷基硫醇的结构通式如式（I）所示，
（I）
式（I）中代表碳硼烷基团；R1代表烷基或芳基。
在本发明一个较佳实施例中，所述的碳硼烷基团为1，2-二碳-十二碳硼烷基、1，7-二碳-十二碳硼烷基和1，12-二碳-十二碳硼烷基中至少一种。
在本发明一个较佳实施例中，所述的碳硼烷基硫醇合成路径如下：
，
其中，化合物B中X为F、Cl、Br或I。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）化合物C的合成：取化合物A、化合物B和苯于三口瓶中，通氮气在82-85℃搅拌反应，加装回流装置，反应23-25h后停止，降至室温后过滤，所得滤液蒸干后得到固体，真空干燥得到化合物C，合成如下：
；
（2）化合物D的合成：取化合物C、硫脲和乙醇水溶液于三口瓶中，加热回流反应4.5-5.5h后，冷却至室温加入碱液继续反应1.5-2.5h后，蒸发溶剂得到化合物D即碳硼烷基硫醇，合成如下：
；
（3）配制组装液：将碳硼烷硫醇乙醇溶液和LiClO4乙醇溶液按照摩尔配比混合均匀；
（4）将金属基底表面进行清洁处理后，通过恒电位法对组装液进行自组装，在金属表面得到耐高温、耐氧化性自组装防护涂层。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中化合物A和化合物B的摩尔配比为: 1:（1-1.7）。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中化合物C和硫脲的摩尔配比为：1:（1-1.5）。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中乙醇水溶液为质量百分比浓度为95%乙醇水溶液。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中碱液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，两者的浓度均为1mol/L。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中碳硼烷硫醇乙醇溶液为和LiClO4乙醇溶液的摩尔配比为1:100。
碳硼烷化合物是一类缺电子的原子簇化合物，其中研究最多的是碳十硼烷，它是由2个碳顶和10个硼顶构成的二十面体结构，根据碳顶在笼形结构的排列位置不同，碳十硼烷有邻位、间位和对位三种结构。三种异构体可在高温下会发生重排反应：邻位碳硼烷加热至475℃重排得到间位碳硼烷，加热到650℃则得到对位碳硼烷。碳硼烷由于硼笼电子的离域作用而具有芳香性、耐热性能及优异的化学稳定性，因而在很多领域展现出广泛的应用前景和潜在的应用价值。
由于硫醇可以吸附在金属表面，所以将碳硼烷改性引入硫醇基团，在金属表面自组装可以形成单分子的有机薄膜，这层薄膜可以起到很好的防护涂层的作用。
本发明的有益效果是：本发明耐高温、耐氧化性能好，能够对金、银等金属表面起到很好的防护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是含碳硼烷基硫醇化合物在金属表面自组装后形成的耐高温、耐氧化性的防护涂层示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例包括：
实施例1
一种金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层的制备方法，包括以下步骤：
（1）化合物C的合成：称取5.10g（0.025mol）化合物A，2.80g（0.027mol）化合物B，化合物B为5-氯-1-戊炔，其中R1为-CH2CH2CH2-，X为Cl，50mL的苯于三口瓶中，通氮气在82℃搅拌反应，加装回流装置，反应24h后停止，降至室温后过滤，所得滤液蒸干后得到固体，100℃真空干燥得到4.90g（0.022mol）化合物C，产率为88%，合成如下：
；
（2）化合物D的合成：称取3.33g（0.015mol）化合物C，1.52g（0.020mol）硫脲，50mL质量百分比浓度为95%乙醇溶液于三口瓶中，加热回流反应5h后，冷却至室温加入50mL1mol/L的氢氧化钠水溶液继续反应2h后，蒸发溶剂得到2.42g（0.011mol）化合物D即碳硼烷基硫醇，产率为73%，合成如下：
；
（3）配制组装液：将50mL 1mmol/L碳硼烷硫醇乙醇溶液和50mL 0.1mol/L LiClO4乙醇溶液混合均匀；
（4）将金基底表面进行清洁处理后，固定在电解池的窗口上作为工作电极，在倒入组装液同时将电位调整至-0.40V并停留2h后，取出用无水乙醇和去离子水洗净后，用高纯氮气吹干，在金表面得到耐高温、耐氧化性自组装防护涂层。
实施例2
（1）化合物C的合成：称取5.10g（0.025mol）化合物A，4.40g（0.027mol）化合物B，化合物B为6-溴-1-己炔，其中R1为-CH2CH2CH2CH2-，X为Br，50mL的苯于三口瓶中，通氮气在82℃搅拌反应，加装回流装置，反应24h后停止，降至室温后过滤，所得滤液蒸干后得到固体，100℃真空干燥得到5.90g（0.021mol）化合物C，产率为84%，合成如下：
；
（2）化合物D的合成：称取4.22g（0.015mol）化合物C，1.52g（0.020mol）硫脲，50mL质量百分比浓度为95%乙醇溶液于三口瓶中，加热回流反应5h后，冷却至室温加入50mL1mol/L的氢氧化钠水溶液继续反应2h后，蒸发溶剂得到3.04g（0.013mol）化合物D即碳硼烷基硫醇，产率为87%，合成如下：
；
（3）配置组装液：将50mL 1mmol/L碳硼烷硫醇乙醇溶液和50mL 0.1mol/L LiClO4乙醇溶液混合均匀；
（4）将银基底表面进行清洁处理后，固定在电解池的窗口上作为工作电极，在倒入组装液同时将电位调整至-0.35V并停留2h后，取出用无水乙醇和去离子水洗净后，用高纯氮气吹干，在银表面得到耐高温、耐氧化性自组装防护涂层。
实施例3
（1）化合物C的合成：称取5.10g（0.025mol）化合物A，2.44g（0.027mol）化合物B，化合物B为4-氯-1-丁炔，其中R1为-CH2CH2-，X为Cl，50mL的苯于三口瓶中，通氮气在82℃搅拌反应，加装回流装置，反应24h后停止，降至室温后过滤，所得滤液蒸干后得到固体，100℃真空干燥得到4.78g（0.023mol）化合物C，产率为92%，合成如下：
；
（2）化合物D的合成：称取3.12g（0.015mol）化合物C，1.52g（0.020mol）硫脲，50mL质量百分比浓度为95%乙醇溶液于三口瓶中，加热回流反应5h后，冷却至室温加入50mL1mol/L的氢氧化钾水溶液继续反应2h后，蒸发溶剂得到2.47g（0.012mol）化合物D即碳硼烷基硫醇，产率为80%，合成如下：
；
（3）配制组装液：将50mL 1mmol/L碳硼烷硫醇乙醇溶液和50mL 0.1mol/L LiClO4乙醇溶液混合均匀；
（4）将铜基底表面进行清洁处理后，固定在电解池的窗口上作为工作电极，在倒入组装液同时将电位调整至-0.45V并停留2h后，取出用无水乙醇和去离子水洗净后，用高纯氮气吹干，在铜表面得到耐高温、耐氧化性自组装防护涂层。
分别将5g纯铜片与5g组装防护涂层铜片在空气环境下200℃加热24h后，取出称重，纯铜片增重0.77g，而组装防护涂层铜片则增重0.09g。说明本发明的耐高温、耐氧化性自组装防护涂层能够起到良好的效果。
本发明耐高温、耐氧化性能好，能够对金、银等金属表面起到很好的防护作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，其特征在于，该防护涂层包括碳硼烷基硫醇，所述的碳硼烷基硫醇的结构通式如式（I）所示，
（I）
式（I）中代表碳硼烷基团；R1代表烷基或芳基；
所述的金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层的制备方法包括以下步骤：
（1）化合物C的合成：取化合物A、化合物B和苯于三口瓶中，通氮气在82-85℃搅拌反应，加装回流装置，反应23-25h后停止，降至室温后过滤，所得滤液蒸干后得到固体，真空干燥得到化合物C，合成如下：
；
（2）化合物D的合成：取化合物C、硫脲和乙醇水溶液于三口瓶中，加热回流反应4.5-5.5h后，冷却至室温加入等体积碱液继续反应1.5-2.5h后，蒸发溶剂得到化合物D即碳硼烷基硫醇，化合物B中X为F、Cl、Br或I，合成如下：
；
（3）配制组装液：将碳硼烷硫醇乙醇溶液和LiClO4乙醇溶液按照摩尔配比混合均匀；
（4）将金属基底表面进行清洁处理后，通过恒电位法对组装液进行自组装，在金属表面得到耐高温、耐氧化性自组装防护涂层。
2.根据权利要求1所述的金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，其特征在于，所述的碳硼烷基团为1，2-二碳-十二碳硼烷基、1，7-二碳-十二碳硼烷基和1，12-二碳-十二碳硼烷基中至少一种。
3.根据权利要求1所述的金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，其特征在于，所述的碳硼烷基硫醇合成路径如下：
，
其中，化合物B中X为F、Cl、Br或I。
4.根据权利要求1所述的金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，其特征在于，步骤（1）中化合物A和化合物B的摩尔配比为: 1:（1-1.7）。
5.根据权利要求1所述的金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，其特征在于，步骤（2）中化合物C和硫脲的摩尔配比为：1:（1-1.5）。
6.根据权利要求1所述的金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，其特征在于，步骤（2）中乙醇水溶液为质量百分比浓度为95%乙醇水溶液。
7.根据权利要求1所述的金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，其特征在于，步骤（2）中碱液为氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液，两者的浓度均为1mol/L。
8.根据权利要求1所述的金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层，其特征在于，步骤（3）中碳硼烷硫醇乙醇溶液为和LiClO4乙醇溶液的摩尔配比为1:100。
CN201510563572.5A 2015-09-08 2015-09-08 金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法 Active CN105525323B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510563572.5A CN105525323B (zh) 2015-09-08 2015-09-08 金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510563572.5A CN105525323B (zh) 2015-09-08 2015-09-08 金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105525323A CN105525323A (zh) 2016-04-27
CN105525323B true CN105525323B (zh) 2018-01-23

Family

ID=55767838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510563572.5A Active CN105525323B (zh) 2015-09-08 2015-09-08 金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105525323B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110048025B (zh) * 2019-05-13 2022-06-24 京东方科技集团股份有限公司 Oled显示屏、显示面板及其自组装封装方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3702241A (en) * 1968-04-11 1972-11-07 Union Oil Co Pesticide compositions containing dicarbadodecahydroundecaborates
US3764417A (en) * 1969-08-05 1973-10-09 Us Army Composite propellant including gem-nf2-alkyl carborane
CN1245735A (zh) * 1998-08-25 2000-03-01 中国科学院长春应用化学研究所 多金属氧酸盐的单层和多层分子组装体系
CN1495293A (zh) * 2002-09-12 2004-05-12 Pts 由表面活性剂增强的防止微机械部件电老化的保护方法
CN102358946A (zh) * 2011-08-05 2012-02-22 华南理工大学 一种金属材料表面减摩抗磨纳米复合膜的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3702241A (en) * 1968-04-11 1972-11-07 Union Oil Co Pesticide compositions containing dicarbadodecahydroundecaborates
US3764417A (en) * 1969-08-05 1973-10-09 Us Army Composite propellant including gem-nf2-alkyl carborane
CN1245735A (zh) * 1998-08-25 2000-03-01 中国科学院长春应用化学研究所 多金属氧酸盐的单层和多层分子组装体系
CN1495293A (zh) * 2002-09-12 2004-05-12 Pts 由表面活性剂增强的防止微机械部件电老化的保护方法
CN102358946A (zh) * 2011-08-05 2012-02-22 华南理工大学 一种金属材料表面减摩抗磨纳米复合膜的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Carborane–thiol–silver interactions. A comparative study of the molecular protection of silver surfaces;Tomáš Baše et al.;《Surface & Coatings Technology》;20100212;第204卷;第2639-2646页 *
ek.Syntheses and properties of substituted icosahedral carborane thiols.《Collect. Czech. Chem. Commun》.1981,第46卷 *
SYNTHESIS AND PROPERTIES OF SOME ICOSAHEDRAL CARBORANE;Jaromír Plešek;《Collect. Czech. Chem. Commun.》;19801231;第45卷;第1775-1779页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105525323A (zh) 2016-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103476880B (zh) 银墨水组合物
Tas et al. The sterically hindered salicylaldimine ligands with their copper (II) metal complexes: Synthesis, spectroscopy, electrochemical and thin-layer spectroelectrochemical features
CN108097245A (zh) 一种石墨烯量子点负载银纳米粒子的制备方法
EP2938618B1 (de) Zweikernige metall(i)-komplexe für optoelektronische anwendungen
Saleem et al. Experimental and theoretical study of highly porous lignocellulose assisted metal oxide photoelectrodes for dye-sensitized solar cells
US7615636B2 (en) Ruthenium complexes with tridentate heterocyclic ligand and dye-sensitized solar cells using the same
CN105525323B (zh) 金属表面耐高温、耐氧化性自组装防护涂层及制备方法
CN104557856A (zh) 一种9,9-二芳基噻杂蒽-10,10-二氧化物的制备方法
CN107466422A (zh) 通过室温方法获得pv膜结构以及用于生产pv膜结构的室温方法
Ehsan et al. Surface morphological and photoelectrochemical studies of ZnS thin films developed from single source precursors by aerosol assisted chemical vapour deposition
CN103476872B (zh) 染料、其制造方法以及它们在染料敏化太阳能电池中的用途
JP5402635B2 (ja) フタロシアニン化合物
CN105693608B (zh) 2，2-二甲基-1，3-茚二酮衍生物和基于其的有机电致发光器件
CN105541850A (zh) 一种酞菁类化合物及其合成方法和应用
KR20080040066A (ko) 가시광 흡수 광촉매 염료-산화물 및 그 제조방법
WO2009145442A2 (ko) 금속 박막 형성 장치 및 이를 이용한 금속 박막 형성 방법
CN108359994A (zh) 一种以导电云母为载体的一维纳米二氧化钛光阴极保护复合材料的制备方法
US5110916A (en) Bis (octaalkylphthalocyaninate) lanthanides
CN105694035B (zh) 一种含四甲基二苯砜双醚结构高透明聚酰亚胺膜材料及其制备方法
CN113880829B (zh) 中心结构单元具有非稠合特征的有机光伏材料及制备方法
CN108039281A (zh) 多壁碳纳米管基CuS量子点对电极的制备方法
US20110083732A1 (en) Novel ruthenium complex and photoelectric component using the same
KR101380837B1 (ko) 신규한 디티오펜피롤로이소인돌 유도체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 유기태양전지
CN105237379A (zh) 一种4-溴芴酮的生产方法
CN102718690A (zh) 一种聚氯乙烯增塑剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant