CN112280419A - 一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含内部封装有8‑羟基喹啉的埃洛石纳米管的智能环氧涂料,该智能环氧涂料是向环氧树脂中加入可响应于pH变化而释放的内部封装有8‑羟基喹啉的埃洛石纳米管,使涂层产生微损伤时具有自愈功能。所述内部封装有8‑羟基喹啉的埃洛石纳米管在中性和碱性条件下,8‑HQ释放缓慢,在酸性条件下,8‑HQ释放速度大大提高,具有明显的缓控释放特性。上述智能环氧涂料形成的涂层可以响应于涂层的损伤、智能地释放缓蚀剂8‑HQ,保护金属基体,具有自愈性能。

Description

一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料及其制 备方法和应用
技术领域
本发明涉及智能涂层技术领域,特别是涉及一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料及其制备方法和应用。
背景技术
有机涂层以其防护效果好、方法简单、成本低等优点广泛地应用于在金属腐蚀防护领域。然而,涂层在使用过程中往往会产生微裂纹、起泡、微孔等表面缺陷。而在海水环境下,腐蚀性溶液会沿着涂层的局部缺陷向内扩散,使金属基体发生局部腐蚀,大大降低了涂层的保护性能。为了有效延长涂层的防护寿命,智能自愈涂层引起了研究人员的极大兴趣。
智能自愈涂层主要有损伤修复型涂层和缓蚀剂智能释放型涂层两大类。在损伤修复型涂层中,当涂层完整性受到破坏时,微胶囊中含有的低聚合物被释放出来并通过聚合反应修复损伤区域。但由于制备成本高、微胶囊尺寸大,很难分散到涂层中,因此损伤修复型涂层在实际应用中受到了限制。相比之下,缓蚀剂智能释放型涂层制备简单,缓蚀效率高,具有更广阔的应用前景。
缓蚀剂智能释放型涂层就是将缓蚀剂加载并封装在纳米容器内,然后加入到涂层中。由于缓蚀剂被封装纳米容器中,在中性环境中缓蚀剂的释放速度较慢,但在一定的触发条件下,缓蚀剂可以快速释放。当涂层被破坏时,缓蚀剂响应于因涂层损伤而产生的环境变化,从纳米容器中释放出来保护金属基体。
发明内容
本发明的目的是针对海水环境下构筑物或船舶涂层易被腐蚀破坏的问题,而提供一种含内部封装有8-羟基喹啉(8-HQ)的埃洛石纳米管(HNTs)的智能环氧涂料,该智能环氧涂料是向环氧树脂中加入可响应于pH变化而释放的内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管,使涂层产生微损伤时具有自愈功能。
本发明的另一个目的是,提供一种智能环氧涂料的制备方法,该方法利用负压将8-羟基喹啉装载到埃洛石纳米管中,并利用8-羟基喹啉与Cu2+的螯合作用进行封装。利用该方法制备的智能环氧涂料缓释功能良好。
本发明的另一个目的是,提供上述智能环氧涂料在金属防腐和修复中的应用,将上述智能环氧涂料涂覆在金属基体上形成保护涂层,表现出良好的缓释和自修复性质。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料,由内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管、环氧树脂和固化剂组成,其中所述环氧树脂与固化剂的质量比为(8-12):20,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:(2-20)。
上述智能环氧涂料中,所述环氧树脂与固化剂的质量比为1:2,环氧树脂和固化剂的质量总和与埃洛石纳米管的质量比例为100:(5-15)。
上述智能环氧涂料中,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44,其平均环氧值为0.44;所述固化剂为低分子量聚酰胺固化剂651,其胺值为380-420。
上述智能环氧涂料中,所述内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管由以下步骤制得:
步骤1:将8-羟基喹啉搅拌溶解于乙醇中,得到母液,向所述母液中加入埃洛石纳米管,超声处理5-40min,得到混悬液,将所得的混悬液置于真空罐中,抽真空利用负压将8-羟基喹啉装载到埃洛石纳米管中,离心,去离子水清洗2-5次,60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
步骤2:将步骤1中所得的8-HQ@HNTs加入到CuSO4水溶液中,搅拌0.5-10分钟,离心,去离子水清洗2-5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管。
一种智能环氧涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1:将8-羟基喹啉搅拌溶解于乙醇中,得到母液,向所述母液中加入埃洛石纳米管,超声处理5-40min,得到混悬液,将所得的混悬液置于真空罐中,抽真空利用负压将8-羟基喹啉装载到埃洛石纳米管中,离心,去离子水清洗2-5次,60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
S2:将S1中所得的8-HQ@HNTs加入到CuSO4水溶液中,搅拌0.5-10分钟,离心,去离子水清洗2-5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管;
S3:将S2所得的内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管加入至环氧树脂中,搅拌5-30min,然后超声处理5-30min得到混合物,向上述混合物中加入固化剂,搅拌2-30min,得到智能环氧涂料,其中所述环氧树脂与固化剂的质量比为(8-12):20,环氧树脂和固化剂的质量总和与埃洛石纳米管的质量比例为100:(2-20)。
上述制备方法中,在S1中,所述母液中8-羟基喹啉的浓度为5-80g/L,所述混悬液中,埃洛石纳米管的含量为10-60g/L。
上述制备方法中,在S1中,抽真空需要2-8个装载周期,每个装载周期抽真空使容器内部绝对真空度达到2-10KPa,并使内部压力维持30-120min不变;打开阀门使内部恢复到大气压,完成一个装载周期。
上述制备方法中,在S2中,所述CuSO4水溶液的浓度为4-60mmol/L。
上述智能环氧涂料在金属防腐和修复中的应用,将所述智能环氧涂料涂覆在金属基体上形成保护涂层。
在上述应用中,缓蚀剂8-羟基喹啉在酸性条件下释放出来并在因所述保护涂层破损而裸露的金属基体表面形成了保护膜层。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供的智能环氧涂料,是向环氧树脂中加入可响应于pH变化而释放的负载8-羟基喹啉的埃洛石纳米管,该埃洛石纳米管在中性和碱性条件下,8-HQ释放缓慢,在酸性条件下,8-HQ释放速度大大提高,具有明显的缓控释放特性,使涂层产生微损伤时具有自愈功能。将上述智能环氧涂料涂覆在金属基体上,表现出良好的缓释和自修复性质。
附图说明
图1是Cu-8-HQ@HNTs中的8-HQ在pH=3,7水溶液中的释放曲线。
图2是划叉涂层样品在3.5%NaCl中浸泡72h时间范围内的Nyquist图。
图3是划叉涂层样品在3.5%NaCl中浸泡72h时间范围内的Bode图。
在图3中,a组数据为|Z|值,b组数据为Angle值。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。
在以下实施例中,使用的8-HQ、CuSO4·5H2O和无水乙醇由天津市元立化工有限公司生产;HNTs由上海谷研实业有限公司提供;环氧树脂清漆由上海环材实业有限公司提供,其中环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44,其平均环氧值为0.44;固化剂为低分子量聚酰胺固化剂651,其胺值为380–420;所有化学试剂均为分析纯。
实施例1
一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料,由内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管、环氧树脂和固化剂组成,其中所述环氧树脂与固化剂的质量比为8:20,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:20。
制备方法:
S1:将8-HQ按浓度5g/L溶解于50ml乙醇中,搅拌至完全溶解得到母液,向所述母液中加入0.5gHNTs(HNTs的浓度为10g/L),超声处理5min,得到混悬液;
将S1中所得的混悬液置于真空罐中,抽真空2个装载周期,利用负压将8-HQ装载到HNTs中。每个装载周期内,抽真空使容器内部绝对真空度达到2KPa,并使内部压力维持90分钟静止不变;打开阀门使内部恢复到大气压,完成一个装载周期。装载完成后离心,离心后的固体去离子水清洗2次并于60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
S3:取1g S2中所得的8-HQ@HNTs加入到40ml摩尔浓度为4mmol/L的CuSO4水溶液中,搅拌0.5分钟,离心,离心后的固体用去离子水清洗2次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管Cu-8-HQ@HNTs。
S4:将Cu-8-HQ@HNTs加入至环氧树脂中,搅拌5min,然后超声处理5min得到混合物;
S5:向上述混合物中加入固化剂,搅拌2分钟,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的智能环氧涂料。
所述环氧树脂与固化剂的质量比为8:20,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:20。
缓释特性分析:
称取0.03g上述制备的Cu-8-HQ@HNTs放入100ml pH=7和pH=3(用盐酸调节pH值)的溶液中,隔一定时间取上清液测定溶液中8-HQ的含量,得到8-HQ释放量随时间的变化曲线,如图1所示。随着浸泡时间的增加,在中性和碱性条件下,8-HQ释放缓慢,中性条件下1140分钟后的释放量仅为4.8wt.%。在酸性条件下,8-HQ释放速度大大提高,80分钟内释放量达60wt.%,在430分钟后8-HQ的释放达到平衡,释放量达到76wt.%。由此可见,制得的Cu-8-HQ@HNTs具有明显的缓控释放特性。
实施例2
实施例1中所述的智能环氧涂料在金属防腐和修复中的应用。将智能环氧涂料涂覆在Q235钢基体上,60℃固化干燥24小时,得到智能环氧涂层。
采用暴露面积为5.5cm2带有10mm×0.1mm人为交叉划痕的涂层样品作为工作电极,饱和甘汞电极与铂片分别作为参比电极和辅助电极,利用Autolab 302F电化学工作站测定了样品在3.5wt.%NaCl中浸泡72小时的电化学阻抗谱,如图2和图3所示。涂层样品浸泡24h时,容抗弧半径及低频阻抗值相对浸泡3h时略有下降,涂层样品发生了腐蚀;而在涂层样品浸泡48h时,出现了三个容抗弧及三个相角峰,表现出三个时间常数的特征,且低频阻抗值增大,表明缓蚀剂8-HQ释放出来并在因涂层破损而裸露的金属表面形成了保护膜层;在涂层样品浸泡72h时,容抗弧半径及低频阻抗值继续增大,缓蚀剂膜层的保护性能增强。
划叉涂层样品在浸泡过程中,先发生轻微的腐蚀,而后出现新的保护膜层,腐蚀被抑制。这正与添加的Cu-8-HQ@HNTs释放特性相符:划叉涂层样品先发生腐蚀,造成划痕附近溶液pH值下降,进而添加的Cu-8-HQ@HNTs响应于pH变化释放8-HQ,保护金属基体。即制备的Cu-8-HQ@HNTs环氧涂层可以响应于涂层的损伤、智能地释放缓蚀剂8-HQ,保护金属基体,具有自愈性能。
实施例3
一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料,包括负载8-羟基喹啉的埃洛石纳米管、环氧树脂和固化剂。
制备方法:
S1:将8-HQ按浓度10g/L溶解于50ml乙醇中,搅拌至完全溶解得到母液,向所述母液中加入1.0g HNTs(HNTs的浓度为20g/L),超声处理10min,得到混悬液;
S2:将S1中所得的混悬液置于真空罐中,抽真空3个装载周期,利用负压将8-HQ装载到HNTs中。每个装载周期内,抽真空使容器内部绝对真空度达到8KPa,并使内部压力维持60分钟静止不变;打开阀门使内部恢复到大气压,完成一个装载周期。装载完成后离心,离心后的固体去离子水清洗3次并于60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
S3:取1gS2中所得的8-HQ@HNTs加入到40ml摩尔浓度为6mmol/L的CuSO4水溶液中,搅拌30分钟,离心,离心后的固体用去离子水清洗5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管Cu-8-HQ@HNTs。
S4:将Cu-8-HQ@HNTs加入至环氧树脂中,搅拌15min,然后超声处理15min得到混合物;
S5:向上述混合物中加入固化剂,搅拌2分钟,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的智能环氧涂料。
所述环氧树脂与固化剂的质量比为12:20,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:15。
实施例4
一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料,包括负载8-羟基喹啉的埃洛石纳米管、环氧树脂和固化剂。
制备方法:
S1:将8-HQ按浓度20g/L溶解于50ml乙醇中,搅拌至完全溶解得到母液,向所述母液中加入1.5g HNTs(HNTs的浓度为20g/L),超声处理40min,得到混悬液;
S2:将S1中所得的混悬液置于真空罐中,抽真空3个装载周期,利用负压将8-HQ装载到HNTs中。每个装载周期内,抽真空使容器内部绝对真空度达到6KPa,并使内部压力维持50分钟静止不变;打开阀门使内部恢复到大气压,完成一个装载周期。装载完成后离心,离心后的固体去离子水清洗4次并于60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
S3:取1gS2中所得的8-HQ@HNTs加入到40ml摩尔浓度为10mmol/L的CuSO4水溶液中,搅拌20分钟,离心,离心后的固体用去离子水清洗5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管Cu-8-HQ@HNTs。
S4:将Cu-8-HQ@HNTs加入至环氧树脂中,搅拌20min,然后超声处理20min得到混合物;
S5:向上述混合物中加入固化剂,搅拌15分钟,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的智能环氧涂料。
所述环氧树脂与固化剂的质量比为1:2,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:10。
实施例5
一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料,包括负载8-羟基喹啉的埃洛石纳米管、环氧树脂和固化剂。
制备方法:
S1:将8-HQ按浓度40g/L溶解于50ml乙醇中,搅拌至完全溶解得到母液,向所述母液中加入1.5g HNTs(HNTs的浓度为30g/L),超声处理25min,得到混悬液;
S2:将S1中所得的混悬液置于真空罐中,抽真空2个装载周期,利用负压将8-HQ装载到HNTs中。每个装载周期内,抽真空使容器内部绝对真空度达到4KPa,并使内部压力维持30分钟静止不变;打开阀门使内部恢复到大气压,完成一个装载周期。装载完成后离心,离心后的固体去离子水清洗4次并于60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
S3:取1gS2中所得的8-HQ@HNTs加入到40ml摩尔浓度为20mmol/L的CuSO4水溶液中,搅拌1分钟,离心,离心后的固体用去离子水清洗5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管Cu-8-HQ@HNTs。
S4:将Cu-8-HQ@HNTs加入至环氧树脂中,搅拌10min,然后超声处理5min得到混合物;
S5:向上述混合物中加入固化剂,搅拌5分钟,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的智能环氧涂料。
所述环氧树脂与固化剂的质量比为8:20,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:10。
实施例6
一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料,包括负载8-羟基喹啉的埃洛石纳米管、环氧树脂和固化剂。
制备方法:
S1:将8-HQ按浓度60g/L溶解于50ml乙醇中,搅拌至完全溶解得到母液,向所述母液中加入1.0g HNTs(HNTs的浓度为20g/L),超声处理15min,得到混悬液;
S2:将S1中所得的混悬液置于真空罐中,抽真空2个装载周期,利用负压将8-HQ装载到HNTs中。每个装载周期内,抽真空使容器内部绝对真空度达到4KPa,并使内部压力维持40分钟静止不变;打开阀门使内部恢复到大气压,完成一个装载周期。装载完成后离心,离心后的固体去离子水清洗5次并于60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
S3:取1gS2中所得的8-HQ@HNTs加入到40ml摩尔浓度为40mmol/L的CuSO4水溶液中,搅拌0.5分钟,离心,离心后的固体用去离子水清洗5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管Cu-8-HQ@HNTs。
S4:将Cu-8-HQ@HNTs加入至环氧树脂中,搅拌20min,然后超声处理20min得到混合物;
S5:向上述混合物中加入固化剂,搅拌15分钟,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的智能环氧涂料。
所述环氧树脂与固化剂的质量比为8:20,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:5。
实施例7
一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料,包括负载8-羟基喹啉的埃洛石纳米管、环氧树脂和固化剂。
制备方法:
S1:将8-HQ按浓度80g/L溶解于50ml乙醇中,搅拌至完全溶解得到母液,向所述母液中加入3.0g HNTs(HNTs的浓度为60g/L),超声处理25min,得到混悬液;
S2:将S1中所得的混悬液置于真空罐中,抽真空1个装载周期,利用负压将8-HQ装载到HNTs中。每个装载周期内,抽真空使容器内部绝对真空度达到2KPa,并使内部压力维持120分钟静止不变;打开阀门使内部恢复到大气压,完成一个装载周期。装载完成后离心,离心后的固体去离子水清洗2次并于60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
S3:取1gS2中所得的8-HQ@HNTs加入到40ml摩尔浓度为60mmol/L的CuSO4水溶液中,搅拌0.5分钟,离心,离心后的固体用去离子水清洗5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管Cu-8-HQ@HNTs。
S4:将Cu-8-HQ@HNTs加入至环氧树脂中,搅拌20min,然后超声处理20min得到混合物;
S5:向上述混合物中加入固化剂,搅拌15分钟,得到含有智能纳米容器的环氧涂料。得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的智能环氧涂料。
所述环氧树脂与固化剂的质量比为8:20,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:2。
依照本发明内容进行工艺参数调整,均可制备本发明的智能环氧涂料,并表现出与实施例1基本一致的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含埃洛石纳米管负载8-羟基喹啉的智能环氧涂料,其特征在于,由内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管、环氧树脂和固化剂组成,其中所述环氧树脂与固化剂的质量比为(8-12):20,环氧树脂和固化剂的质量总和与内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管的质量比例为100:(2-20)。
2.如权利要求1所述的智能环氧涂料,其特征在于,所述环氧树脂与固化剂的质量比为1:2,环氧树脂和固化剂的质量总和与埃洛石纳米管的质量比例为100:(5-15)。
3.如权利要求1所述的智能环氧涂料,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44,其平均环氧值为0.44;所述固化剂为低分子量聚酰胺固化剂651,其胺值为380-420。
4.如权利要求1所述的智能环氧涂料,其特征在于,所述内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管由以下步骤制得:
步骤1:将8-羟基喹啉搅拌溶解于乙醇中,得到母液,向所述母液中加入埃洛石纳米管,超声处理5-40min,得到混悬液,将所得的混悬液置于真空罐中,抽真空利用负压将8-羟基喹啉装载到埃洛石纳米管中,离心,去离子水清洗2-5次,60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
步骤2:将步骤1中所得的8-HQ@HNTs加入到CuSO4水溶液中,搅拌0.5-10分钟,离心,去离子水清洗2-5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管。
5.一种智能环氧涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将8-羟基喹啉搅拌溶解于乙醇中,得到母液,向所述母液中加入埃洛石纳米管,超声处理5-40min,得到混悬液,将所得的混悬液置于真空罐中,抽真空利用负压将8-羟基喹啉装载到埃洛石纳米管中,离心,去离子水清洗2-5次,60℃干燥24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到8-HQ@HNTs;
S2:将S1中所得的8-HQ@HNTs加入到CuSO4水溶液中,搅拌0.5-10分钟,离心,去离子水清洗2-5次,60℃烘干24h,将干燥后的样品研磨成粉末,得到内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管;
S3:将S2所得的内部封装有8-羟基喹啉的埃洛石纳米管加入至环氧树脂中,搅拌5-30min,然后超声处理5-30min得到混合物,向上述混合物中加入固化剂,搅拌2-30min,得到智能环氧涂料,其中所述环氧树脂与固化剂的质量比为(8-12):20,环氧树脂和固化剂的质量总和与埃洛石纳米管的质量比例为100:(2-20)。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在S1中,所述母液中8-羟基喹啉的浓度为5-80g/L,所述混悬液中,埃洛石纳米管的含量为10-60g/L。
7.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在S1中,抽真空需要2-8个装载周期,每个装载周期抽真空使容器内部绝对真空度达到2-10KPa,并使内部压力维持30-120min不变;打开阀门使内部恢复到大气压,完成一个装载周期。
8.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在S2中,所述CuSO4水溶液的浓度为4-60mmol/L。
9.如权利要求1-4任一项所述的智能环氧涂料在金属防腐和修复中的应用,其特征在于,将所述智能环氧涂料涂覆在金属基体上形成保护涂层。
10.如权利要求9所述的应用,其特征在于,缓蚀剂8-羟基喹啉在酸性条件下释放出来并在因所述保护涂层破损而裸露的金属基体表面形成了保护膜层。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114316654A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 苏州嘉乐威新材料股份有限公司 一种防腐用涂料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110297038A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-08 Louisiana Tech University Research Foundation Microreservoir with End Plugs for Controlled Release of Corrosion Inhibitor
CN105111888A (zh) * 2015-09-21 2015-12-02 西南石油大学 具有pH响应控制释放缓蚀剂的埃洛石/环氧复合涂层的制备方法
CN105219351A (zh) * 2015-09-23 2016-01-06 福建越特新材料科技有限公司 一种防霉型塑料调温材料的制备方法
CN106047068A (zh) * 2016-07-06 2016-10-26 陕西科技大学 一种无VOC环氧树脂/HNTs复合自修复涂料及其制备方法
CN106810993A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 中国科学院金属研究所 基于微米级介孔容器的自愈合型环氧涂料及其制备和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110297038A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-08 Louisiana Tech University Research Foundation Microreservoir with End Plugs for Controlled Release of Corrosion Inhibitor
CN105111888A (zh) * 2015-09-21 2015-12-02 西南石油大学 具有pH响应控制释放缓蚀剂的埃洛石/环氧复合涂层的制备方法
CN105219351A (zh) * 2015-09-23 2016-01-06 福建越特新材料科技有限公司 一种防霉型塑料调温材料的制备方法
CN106810993A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 中国科学院金属研究所 基于微米级介孔容器的自愈合型环氧涂料及其制备和应用
CN106047068A (zh) * 2016-07-06 2016-10-26 陕西科技大学 一种无VOC环氧树脂/HNTs复合自修复涂料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XUTENG XING ET AL.: "A novel acid-responsive HNTs-based corrosion inhibitor for protection of carbon steel", 《COLLOIDS AND SURFACES A》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114316654A (zh) * 2021-12-29 2022-04-12 苏州嘉乐威新材料股份有限公司 一种防腐用涂料及其制备方法
CN114316654B (zh) * 2021-12-29 2022-12-13 苏州嘉乐威新材料股份有限公司 一种防腐用涂料及其制备方法

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