[发明专利]一种碳钢表面原位自组装金属-聚天冬氨酸防腐薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种碳钢表面原位自组装金属‑聚天冬氨酸防腐薄膜及其制备方法和应用，将预处理好的碳钢试样垂直浸入步骤1制备得到的自组装成膜液中，浸泡10‑60min后取出，依次经去离子水、无水乙醇冲洗、吹干处理后，即在碳钢表面得到自组装金属‑聚天冬氨酸防腐薄膜。利用环境友好型的有机分子聚天冬氨酸和多种金属离子配制成膜处理液，并通过一种简单便捷的方法在碳钢表面制备出金属‑聚天冬氨酸自组装薄膜，进而提高碳钢的耐蚀性能和使用寿命。

技术领域

本发明涉及碳钢表面处理技术领域，更具体地说涉及一种碳钢表面原位自组装金属-聚天冬氨酸防腐薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

钢铁的腐蚀与防护，一直是工业界密切关注的研究方向。钢铁的腐蚀不仅给国民经济带来严重的损失，而且还会造成环境污染和人身伤害。因此，针对金属腐蚀已经开发了各种防护方法来减缓钢铁部件的腐蚀速度。其中，化学转化膜，即通过金属与化学溶液之间的反应在金属基体上制备多功能保护性膜层，在金属的腐蚀防护中发挥着不可替代的作用。两种最广泛使用的化学转化膜，是铬酸盐转化膜和磷酸盐转化膜(Shi H,Han E H,LiuF,et al.Protection of 2024-T3 aluminum alloy by corrosion resistant phyticacid conversion coating.Applied Surface Science,2013,280:325-331.)。然而，由于六价铬对生态环境和人类健康的高毒性以及无机磷酸盐排放造成的严重磷污染，于是开发环保型转化膜作为传统转化膜的替代品已成为国际共识。

近年来，自组装技术在新型化学转化膜的开发中得到了广泛的应用。分子自组装是将样品浸入到含有活性分子的溶液中，活性分子在样品表面发地在固体介质中形成热力学稳定的、有序分子自组装膜的技术(Montemor M F,Pinto R,Ferreira M G S.Chemicalcomposition and corrosion protection of silane films modified with CeOnanoparticles.Electrochimica Acta,2009,54(22):5179-5189.)。该技术最大的特点是工艺简单，并且不受基底表面形状的限制，同时得到的自组装膜稳定有序。这些优点，促使许多研究者对自组装技术开展了广泛的研究工作。目前已经成功制备了多种功能化的各类聚合物超薄膜。