CN110345338A - 一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法 - Google Patents

一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新型功能材料技术领域，公开了一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，通过水热合成法将氮化硅和氧化铈合成制备致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料，再与石墨烯混合制备得到分散性强的疏水性稀土杂化纳米氮化硅‑石墨烯复合材料，然后对材料表面进行表面官能化修饰，进一步将制备得到的抗菌防腐材料加入到环氧树脂中制备防腐涂料，涂覆于金属材料管道表面，该方法制备成本低、材料性能突出，该材料的特点是干扰微生物生命活动以及代谢产物的形成，抑制细菌等微生物生长，材料中纳米粒子能够直接催化降解代谢产生的硫化氢气体，进一步阻止析氢腐蚀的发生，在金属材料管道抗微生物腐蚀性能上具有很好的表现。

Description

一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法
技术领域
本发明属于新型功能材料技术领域，具体涉及一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法。
背景技术
微生物腐蚀是指由微生物引起的腐蚀或受微生物影响所引起的腐蚀。微生物腐蚀一种电化学腐蚀，所不同的是介质中因腐蚀微生物的繁衍和新陈代谢而改变以了与之相接触的界面的某些理化性质。微生物细胞新陈代谢的中间产物和/或最终产物的分泌物以及外酵素都能够引起材料失效。习惯上将细菌腐蚀分为厌氧腐蚀和好氧腐蚀，实际上在生物膜与细菌群体之中，多种菌类是共处一起的，在发生厌氧腐蚀的同时也在发生好氧腐蚀。参与腐蚀的菌主要有以下几类:硫酸盐还原菌、硫氧化菌、腐生菌、铁细菌和真菌。微生物腐蚀导致的经济损失是巨大的。据统计，微生物腐蚀在金属和建筑材料的腐蚀破坏中占20%，油井中75%以上的腐蚀以及埋地管道和线缆中50%的故障来自微生物的腐蚀(主要是硫酸盐还原过程)。现有的技术中，主要是在管道内涂上防护层，其目的加强管道的耐磨耐腐蚀性，还防止微生物和腐蚀性物质渗透入管道空隙中造成管道腐蚀，在一定程度上延长了管道寿命。现有的最经济有效的方式是通过抗菌防腐涂料保护减轻金属管道表面发生腐蚀，常见的防护层有水性丙烯酸树脂、环氧树脂型、聚氟树脂型等。现有技术中，以专利公开号为CN109321043A公开的一种海水管道用防腐涂料及其制备方法为代表，涂料成膜物质的疏水性能差，在管道表面的附着力一般，耐冲击性较差，其添加使用的抗菌剂为改性纳米二氧化钛，但其在涂料中的分散性一般，光催化反应时间短，且易发生副作用（降解产生的单质硫会使得二氧化钛粒子失活），对于硫化氢的吸附光解效率不高，并且需要借助发光材料达到降解的效果，普遍存在抗菌力度不够，稳定性不佳的问题，对金属材料管道的防护效果仍然不理想，即便是在涂膜了很厚的防腐蚀涂层后，依然会存在涂层失效，防腐寿命短的问题，严重影响排污效果，甚至引发管道漏损破裂，造成极大的经济损失和资源浪费。因此，提供一种具有高度持久抑制微生物腐蚀性能的防腐处理方法具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，干扰微生物生命活动以及代谢产物的形成，抑制细菌等微生物生长，进一步阻止析氢腐蚀的发生，在金属材料管道防腐上具有很好的表现。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，将制备得到的抗菌防腐材料加入到环氧树脂中制备防腐涂料，涂覆于金属材料管道表面，所述抗菌防腐材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取14-15克氮化硅细粉加入到50-60毫升正丁醇水溶液中，超声分散20-25分钟，然后加入1.0-1.2克硅烷偶联剂，机械搅拌30-40分钟，将4.6-4.8克氧化铈细粉加入到上述混合物中，继续搅拌60-70分钟，转移至反应釜中，加入4-5毫升聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液进行封口，加压升温反应，反应温度为260-280℃，反应时间为17-20小时，反应结束后自然冷却至室温，产物使用去离子水和无水乙醇依次各洗涤3-4次，然后置于90-95℃真空干燥箱中干燥6-9小时，得到的干燥物置于坩埚中研磨40-50分钟，然后送入马弗炉中煅烧110-120分钟，煅烧温度为330-340℃，得到致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料；
（2）将步骤（1）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅片状材料分散到80-90毫升的聚乙醇水溶液中，在1200-1300转/分钟的转速下混合20-30分钟，然后加入到圆底烧瓶中，向烧瓶中加入1.1-1.2克石墨烯，然后向烧瓶中加入25-30毫升磷酸二氢铵水溶液，搅拌分散30-35分钟，用氨水溶液调节体系pH值在10.2-10.5之间，使用恒温水浴锅加热至74-78℃，搅拌反应1.3-1.5小时，得到产物陈化20-24小时，进行抽滤，固体产物依次使用去离子水和无水乙醇洗涤3-4次，然后在80-90℃真空干燥箱中干燥12-15小时，研磨得到稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料；
（3）将步骤（2）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料加入到90-100毫升乙醇水溶液中，搅拌分散30-40分钟，加入1.7-1.8克尿素和1.0-1.2毫升硅酸四乙酯，置于烧瓶中密封搅拌1.5-2.0小时，然后加入110-120毫升以三氯甲烷乙醇溶液为溶剂的对甲苯磺酸混合溶液，通入氮气，升温至132-135℃，搅拌反应2.5-3.0小时，得到产物使用去离子水洗涤4-6次，最后放入80-90℃真空干燥箱中干燥8-10小时，即得所述抗菌防腐材料。
作为对上述方案的进一步描述，所述抗菌防腐材料在环氧树脂涂料中的添加质量为0.024-0.026%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述正丁醇水溶液质量浓度为85-90%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述硅烷偶联剂为KH560。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液中聚甲基丙烯酸甲酯与四氯化碳质量比为1:3.5-4.0。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述马弗炉中加压反应中压力为1.38-1.40Mpa。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述制备得到的致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料粒径大小在15-16纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚乙醇水溶液质量浓度为18-20%
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述磷酸二氢铵水溶液摩尔浓度为0.35-0.40摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述氨水溶液pH值在12.0-12.4之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述乙醇水溶液质量浓度为60-70%。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有的金属材料管道微生物防腐处理方法存在的不足问题，本发明提供了一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，首先利用氮化硅和氧化铈合成制备致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料，再与石墨烯混合制备得到分散性强的疏水性稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料，然后对材料表面进行表面官能化修饰，加入有机配体，能够控制晶体的生长，形成核壳结构的抗菌防腐材料，进一步将制备得到的抗菌防腐材料加入到环氧树脂中制备防腐涂料，涂覆于金属材料管道表面，该方法制备成本低、材料性能突出，该材料的特点是干扰微生物生命活动以及代谢产物的形成，抑制细菌等微生物生长，材料中纳米粒子能够直接催化降解代谢产生的硫化氢气体，进一步阻止析氢腐蚀的发生，在金属材料管道防腐上具有很好的表现，制备得到的抗菌防腐材料在管壁形成连续覆盖的防护保护，降低涂层表面能，提高耐冲击性能，同时避免腐蚀介质与管道接触发生电化学腐蚀，与金属类排污管表面结合牢固，不会剥离，耐磨性强，具有连续的疏水结构，大部分的微生物能够随着污水的排出被带走，降低了沉积腐蚀率，可以解决金属材料管道表面结垢、腐蚀、微生物滋长、涂层脱落等问题，保证排污通畅，无毒性和污染，管道防微生物腐蚀性能显著提升，使得管道的排污性能稳定，金属材料管道使用寿命成倍增长，本发明采用的抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法解决现有的金属材料管道微生物防腐处理方法存在的不足问题，用量小，成本低，易实现规模化生产，克服了现有涂层材料的通病，挽回了巨大的经济损失，为抗微生物腐蚀材料的开发提供了新的思路和方向，提高了金属有机复合材料材料的开发利用，能够实现促进控制微生物腐蚀与环境化学行业发展，提高在管道防护等领域的应用价值的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。
实施例1
一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，将制备得到的抗菌防腐材料加入到环氧树脂中制备防腐涂料，涂覆于金属材料管道表面，所述抗菌防腐材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取14克氮化硅细粉加入到50毫升正丁醇水溶液中，超声分散20分钟，然后加入1.0克硅烷偶联剂，机械搅拌30分钟，将4.6克氧化铈细粉加入到上述混合物中，继续搅拌60分钟，转移至反应釜中，加入4毫升聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液进行封口，加压升温反应，反应温度为260℃，反应时间为17小时，反应结束后自然冷却至室温，产物使用去离子水和无水乙醇依次各洗涤3次，然后置于90℃真空干燥箱中干燥6小时，得到的干燥物置于坩埚中研磨40分钟，然后送入马弗炉中煅烧110分钟，煅烧温度为330℃，得到致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料；
（2）将步骤（1）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅片状材料分散到80毫升的聚乙醇水溶液中，在1200转/分钟的转速下混合20分钟，然后加入到圆底烧瓶中，向烧瓶中加入1.1克石墨烯，然后向烧瓶中加入25毫升磷酸二氢铵水溶液，搅拌分散30分钟，用氨水溶液调节体系pH值在10.2-10.5之间，使用恒温水浴锅加热至74℃，搅拌反应1.3小时，得到产物陈化20小时，进行抽滤，固体产物依次使用去离子水和无水乙醇洗涤3次，然后在80℃真空干燥箱中干燥12小时，研磨得到稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料；
（3）将步骤（2）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料加入到90毫升乙醇水溶液中，搅拌分散30分钟，加入1.7克尿素和1.0毫升硅酸四乙酯，置于烧瓶中密封搅拌1.5小时，然后加入110毫升以三氯甲烷乙醇溶液为溶剂的对甲苯磺酸混合溶液，通入氮气，升温至132℃，搅拌反应2.5小时，得到产物使用去离子水洗涤4次，最后放入80℃真空干燥箱中干燥8小时，即得所述抗菌防腐材料。
作为对上述方案的进一步描述，所述抗菌防腐材料在环氧树脂涂料中的添加质量为0.024%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述正丁醇水溶液质量浓度为85%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述硅烷偶联剂为KH560。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液中聚甲基丙烯酸甲酯与四氯化碳质量比为1:3.5。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述马弗炉中加压反应中压力为1.38Mpa。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述制备得到的致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料粒径大小在15-16纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚乙醇水溶液质量浓度为18%
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述磷酸二氢铵水溶液摩尔浓度为0.35摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述氨水溶液pH值在12.0-12.4之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述乙醇水溶液质量浓度为60%。
实施例2
一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，将制备得到的抗菌防腐材料加入到环氧树脂中制备防腐涂料，涂覆于金属材料管道表面，所述抗菌防腐材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取14.5克氮化硅细粉加入到55毫升正丁醇水溶液中，超声分散22分钟，然后加入1.1克硅烷偶联剂，机械搅拌35分钟，将4.7克氧化铈细粉加入到上述混合物中，继续搅拌65分钟，转移至反应釜中，加入4.5毫升聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液进行封口，加压升温反应，反应温度为270℃，反应时间为18小时，反应结束后自然冷却至室温，产物使用去离子水和无水乙醇依次各洗涤3次，然后置于92℃真空干燥箱中干燥7.5小时，得到的干燥物置于坩埚中研磨43分钟，然后送入马弗炉中煅烧115分钟，煅烧温度为335℃，得到致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料；
（2）将步骤（1）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅片状材料分散到85毫升的聚乙醇水溶液中，在1250转/分钟的转速下混合25分钟，然后加入到圆底烧瓶中，向烧瓶中加入1.15克石墨烯，然后向烧瓶中加入28毫升磷酸二氢铵水溶液，搅拌分散32分钟，用氨水溶液调节体系pH值在10.2-10.5之间，使用恒温水浴锅加热至76℃，搅拌反应1.4小时，得到产物陈化22小时，进行抽滤，固体产物依次使用去离子水和无水乙醇洗涤3次，然后在85℃真空干燥箱中干燥13小时，研磨得到稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料；
（3）将步骤（2）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料加入到95毫升乙醇水溶液中，搅拌分散35分钟，加入1.75克尿素和1.1毫升硅酸四乙酯，置于烧瓶中密封搅拌1.8小时，然后加入115毫升以三氯甲烷乙醇溶液为溶剂的对甲苯磺酸混合溶液，通入氮气，升温至133℃，搅拌反应2.8小时，得到产物使用去离子水洗涤5次，最后放入85℃真空干燥箱中干燥9小时，即得所述抗菌防腐材料。
作为对上述方案的进一步描述，所述抗菌防腐材料在环氧树脂涂料中的添加质量为0.025%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述正丁醇水溶液质量浓度为88%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述硅烷偶联剂为KH560。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液中聚甲基丙烯酸甲酯与四氯化碳质量比为1:3.8。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述马弗炉中加压反应中压力为1.39Mpa。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述制备得到的致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料粒径大小在15-16纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚乙醇水溶液质量浓度为19%
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述磷酸二氢铵水溶液摩尔浓度为0.38摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述氨水溶液pH值在12.0-12.4之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述乙醇水溶液质量浓度为65%。
实施例3
一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，将制备得到的抗菌防腐材料加入到环氧树脂中制备防腐涂料，涂覆于金属材料管道表面，所述抗菌防腐材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取15克氮化硅细粉加入到60毫升正丁醇水溶液中，超声分散25分钟，然后加入1.2克硅烷偶联剂，机械搅拌40分钟，将4.8克氧化铈细粉加入到上述混合物中，继续搅拌70分钟，转移至反应釜中，加入5毫升聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液进行封口，加压升温反应，反应温度为280℃，反应时间为20小时，反应结束后自然冷却至室温，产物使用去离子水和无水乙醇依次各洗涤4次，然后置于95℃真空干燥箱中干燥9小时，得到的干燥物置于坩埚中研磨50分钟，然后送入马弗炉中煅烧120分钟，煅烧温度为340℃，得到致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料；
（2）将步骤（1）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅片状材料分散到90毫升的聚乙醇水溶液中，在1300转/分钟的转速下混合30分钟，然后加入到圆底烧瓶中，向烧瓶中加入1.2克石墨烯，然后向烧瓶中加入30毫升磷酸二氢铵水溶液，搅拌分散35分钟，用氨水溶液调节体系pH值在10.2-10.5之间，使用恒温水浴锅加热至78℃，搅拌反应1.5小时，得到产物陈化24小时，进行抽滤，固体产物依次使用去离子水和无水乙醇洗涤4次，然后在90℃真空干燥箱中干燥15小时，研磨得到稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料；
（3）将步骤（2）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料加入到100毫升乙醇水溶液中，搅拌分散40分钟，加入1.8克尿素和1.2毫升硅酸四乙酯，置于烧瓶中密封搅拌2.0小时，然后加入120毫升以三氯甲烷乙醇溶液为溶剂的对甲苯磺酸混合溶液，通入氮气，升温至135℃，搅拌反应3.0小时，得到产物使用去离子水洗涤6次，最后放入90℃真空干燥箱中干燥10小时，即得所述抗菌防腐材料。
作为对上述方案的进一步描述，所述抗菌防腐材料在环氧树脂涂料中的添加质量为0.026%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述正丁醇水溶液质量浓度为90%。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述硅烷偶联剂为KH560。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液中聚甲基丙烯酸甲酯与四氯化碳质量比为1: 4.0。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述马弗炉中加压反应中压力为1.40Mpa。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述制备得到的致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料粒径大小在15-16纳米之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚乙醇水溶液质量浓度为20%
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述磷酸二氢铵水溶液摩尔浓度为0.40摩尔/升。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述氨水溶液pH值在12.0-12.4之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述乙醇水溶液质量浓度为70%。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，抗菌防腐材料制备中，省略步骤（1）所述氧化铈的添加，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，抗菌防腐材料制备中，省略步骤（1）所述聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液的添加，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，抗菌防腐材料制备中，步骤（1）所述反应釜中反应温度为210℃，反应时间为24小时，其余保持一致。
对比例4
与实施例3的区别仅在于，抗菌防腐材料制备中，步骤（1）所述马弗炉中煅烧时间为90分钟，煅烧温度为400℃，其余保持一致。
对比例5
与实施例3的区别仅在于，抗菌防腐材料制备中，省略步骤（2）所述稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料的制备过程，其余保持一致。
对比例6
与实施例3的区别仅在于，抗菌防腐材料制备中，步骤（2）所述加热回流温度为85℃，保温回流时间为1.0小时，其余保持一致。
对比例7
与实施例3的区别仅在于，抗菌防腐材料制备中，步骤（3）中升温反应温度为110℃，搅拌反应时间为5小时，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-7的方法制备抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，（所涉及的涂层的制备方法为：按照重量份称取各成分（双酚A环氧树脂200份、分散剂1.8份、消泡剂0.9份、二甲基硅油8份、填料15份、硅烷偶联剂3.0份、固化剂2.0份、正丁醇280份、按照各组比例得到的抗菌防腐材料相应份，将双酚A环氧树脂与正丁醇溶剂混合，升温至70℃，搅拌30分钟，依次加入分散剂、消泡剂、二甲基硅油和硅烷偶联剂，然后逐渐降温至30℃，加入按照各组比例得到的抗菌防腐材料相应份，超声分散40分钟，加入填料在1800转/分钟的速度下搅拌60分钟，然后加入固化剂搅拌混合均匀，涂布于试样管道上，烘干即可，涂层厚度为7.5微米。以专利公开号为CN109321043A公开的一种海水管道用防腐涂料及其制备方法涉及的技术方法作为对照组，在相同的试验条件下对各组试样进行性能测试，数据达到稳定时，采集具有代表性的数据，所得实验数据为5组样品的平均值，保持试验中无关变量一致，统计有效平均值（试验中，使用餐饮区生活污水作为试验对象，实验前利用统计学方法进行试验设计，然后进行试验并记录试验数据，分析得到试验结果，过程中充分利用统计学工具对结果加以最大程度的解释），结果如下表所示：
（餐饮区生活污水样品中，把检测器打开，10分钟后进行采样数据，根据采样数据检测到的初始硫化氢浓度为61.0ppm，硫化氢浓度检测中采用精准度为0.1ppm，硫化氢浓度测量范围在0-150ppm之间的气体检测仪进行检测；涂膜耐冲击强度根据(GB/T1732-1993漆膜耐冲击测定法》进行测定；）
本发明采用的抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法解决现有的金属材料管道微生物防腐处理方法存在的不足问题，用量小，成本低，易实现规模化生产，克服了现有涂层材料的通病，挽回了巨大的经济损失，为抗微生物腐蚀材料的开发提供了新的思路和方向，提高了金属有机复合材料材料的开发利用，能够实现促进控制微生物腐蚀与环境化学行业发展，提高在管道防护等领域的应用价值的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。

Claims (10)

1.一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，将制备得到的抗菌防腐材料加入到环氧树脂中制备防腐涂料，涂覆于金属材料管道表面，所述抗菌防腐材料的制备方法包括以下步骤：
（1）称取14-15克氮化硅细粉加入到50-60毫升正丁醇水溶液中，超声分散20-25分钟，然后加入1.0-1.2克硅烷偶联剂，机械搅拌30-40分钟，将4.6-4.8克氧化铈细粉加入到上述混合物中，继续搅拌60-70分钟，转移至反应釜中，加入4-5毫升聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液进行封口，加压升温反应，反应温度为260-280℃，反应时间为17-20小时，反应结束后自然冷却至室温，产物使用去离子水和无水乙醇依次各洗涤3-4次，然后置于90-95℃真空干燥箱中干燥6-9小时，得到的干燥物置于坩埚中研磨40-50分钟，然后送入马弗炉中煅烧110-120分钟，煅烧温度为330-340℃，得到致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料；
（2）将步骤（1）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅片状材料分散到80-90毫升的聚乙醇水溶液中，在1200-1300转/分钟的转速下混合20-30分钟，然后加入到圆底烧瓶中，向烧瓶中加入1.1-1.2克石墨烯，然后向烧瓶中加入25-30毫升磷酸二氢铵水溶液，搅拌分散30-35分钟，用氨水溶液调节体系pH值在10.2-10.5之间，使用恒温水浴锅加热至74-78℃，搅拌反应1.3-1.5小时，得到产物陈化20-24小时，进行抽滤，固体产物依次使用去离子水和无水乙醇洗涤3-4次，然后在80-90℃真空干燥箱中干燥12-15小时，研磨得到稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料；
（3）将步骤（2）制备得到的稀土杂化纳米氮化硅-石墨烯复合材料加入到90-100毫升无水乙醇中，搅拌分散30-40分钟，加入1.7-1.8克尿素和1.0-1.2毫升硅酸四乙酯，置于烧瓶中密封搅拌1.5-2.0小时，然后加入1.1-1.2克对甲苯磺酸粉末，通入氮气，升温至102-105℃，搅拌反应2.5-3.0小时，得到产物使用去离子水洗涤4-6次，最后放入80-90℃真空干燥箱中干燥8-10小时，即得所述抗菌防腐材料。
2.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，所述抗菌防腐材料在环氧树脂涂料中的添加质量为0.024-0.026%。
3.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，步骤（1）所述正丁醇水溶液质量浓度为85-90%。
4.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，步骤（1）所述硅烷偶联剂为KH560。
5.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，步骤（1）所述聚甲基丙烯酸甲酯-四氯化碳混合液中聚甲基丙烯酸甲酯与四氯化碳质量比为1:3.5-4.0。
6.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，步骤（1）所述马弗炉中加压反应中压力为1.38-1.40Mpa。
7.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，步骤（1）所述制备得到的致密的稀土杂化纳米氮化硅片状材料粒径大小在15-16纳米之间。
8.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，步骤（2）所述聚乙醇水溶液质量浓度为18-20%。
9.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，步骤（2）所述磷酸二氢铵水溶液摩尔浓度为0.35-0.40摩尔/升。
10.如权利要求1所述一种抑制金属材料管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，步骤（2）所述氨水溶液pH值在12.0-12.4之间。
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