[发明专利]一种绿色环保型纳米薄膜及其在金属耐蚀领域中的应用

说明书

本发明公开一种绿色环保型纳米薄膜及其在金属耐蚀领域的应用，该绿色环保型纳米薄膜按照如下步骤制备：(1)采用电沉积镀膜方法在金属基体表面沉积6‑N,N‑二丁基胺‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑硫醇单盐纳米聚合薄膜；(2)将电沉积镀膜处理后的金属基体放置于含6‑N,N‑二丁基胺‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑硫醇单盐溶液中进行自组装处理，得到绿色环保型纳米薄膜。该绿色环保型纳米薄膜致密稳定，疏水性较好；表面附着该纳米薄膜的金属铜在3.5wt％NaCl溶液中，其缓蚀效率高达98.12％；制备过程简单，条件可控，且制备过程中无有害物质释放，得到的纳米薄膜安全无毒、性质稳定，不易被氧化分解，对环境友好，可应用于金属耐蚀领域。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体而言，涉及一种以均三嗪二硫醇类为原料在金属表面制备耐蚀性纳米薄膜。

背景技术

铜及其合金由于其优异的性能(良好的导电导热性、较强的机械性能和耐蚀性能、色泽美观等)被广泛应用于电气工业、电子工业、交通工业和现代海洋工业等方面。由于铜在海水这种天然的强腐蚀性介质中容易受到腐蚀，因此延缓铜在海水中的腐蚀以及提高铜的耐蚀性能至关重要。研究表明，在含Cl-的有氧介质中，Cl-含量和氧浓度是影响铜腐蚀速率的主要因素，Cl-含量增高会增加腐蚀介质的活性，并且高浓度的Cl-甚至能破坏金属表面的钝化膜而使铜表面产生孔蚀。目前，海水腐蚀的防护方法包括：

(1)电化学保护。电化学保护方法有外加电流保护法和牺牲阳极保护法。外加电流法是将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两极，被保护金属为阴极，这样就使被保护金属免受腐蚀。牺牲阳极保护法是将活泼金属或其合金连在被保护的金属上，形成一个原电池，这时活泼金属作为电池的阳极而被腐蚀，基体金属作为电池的阴极而受到保护。

(2)加缓蚀剂保护。缓蚀剂作用于金属表面，能在较低的浓度下防止或减缓金属腐蚀的进行，并且不影响金属本身的机械性能。缓蚀剂在使用过程中直接加入到腐蚀介质中，其特点为操作简单、用量少且见效快。近年来，缓蚀剂作为一种有效地防腐蚀手段在化工、交通运输、石油开采、电力生产、机械金属加工、核能和航天等领域发挥了至关重要的作用。目前国内外研发了多种适用于海水介质的铜缓蚀剂，如聚天冬氨酸(PASP)氧琥珀酸(PESA)、葡糖糖酸钠(SG)等，同时正在加强绿色环保型缓蚀剂的研究和应用。

(3)覆盖层保护。在金属表面喷、衬、镀、涂上一层耐蚀性较好的金属或非金属物质以及将被保护表面进行磷化、氧化处理，使被保护表面与介质机械隔离而降低。基底材料和覆层材料组成复合材料，满足耐蚀性，物理、机械和加工性能以及经济指标多方面的需要。一般采用电镀，也有用熔融金属浸镀或喷镀或者直接从溶液中置换金属进行化学镀等。使用覆盖层防止金属腐蚀时，覆盖层的保护效果和使用寿命取决于三个方面的因素：a.覆层材料在使用环境中的耐蚀性、耐磨性、塑性和轻度；b.与金属的结合力；c.覆层的均匀性、孔隙和缺陷。

(4)改善金属的本质和腐蚀环境。通过合金处理和锻造淬火可以改变金属的成分,有效地提高了其耐磨耐腐蚀性能，从而减少海水腐蚀。通过使用缓蚀剂、减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等改变腐蚀环境的方法能有效的减慢金属在海水中的腐蚀速率。