[发明专利]pH响应型长效智能水性防腐涂料及其制备方法

说明书

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种pH响应型长效智能水性防腐涂料及其制备方法。所述方法包括：酸刻蚀扩孔改性：采用酸溶液对埃洛石纳米管HNTs进行刻蚀扩孔，得到经酸刻蚀扩孔后的埃洛石纳米管HNTs；负载缓蚀剂：采用真空负压法，将缓蚀剂负载到酸刻蚀扩孔后的所述埃洛石纳米管HNTs中，得到负载缓蚀剂的埃洛石纳米管HNTs；其中，所述缓蚀剂包括苯并三氮唑BTA和D‑葡萄糖酸钠SD；封装：采用聚电解质海藻酸钠SA和壳聚糖CS作为封装材料，对负载缓蚀剂后的埃洛石纳米管HNTs进行封装，获得负载缓蚀剂且包覆聚电解质的埃洛石纳米管HNTs，将封装后获得的所述FHNTs添加到环氧树脂涂料的制备过程中，获得pH响应型长效智能水性防腐涂料。

技术领域

本发明属于防腐涂料技术领域，具体涉及一种pH响应型长效智能水性防腐涂料及其制备方法。

背景技术

钢筋混凝土结构具有高强韧性、耐久性以及良好的延展性等优点，被广泛用于建筑物、桥梁和其他大型基础设施的建设。但与此同时，钢结构在恶劣环境中的腐蚀问题也越来越突出，尤其是在沿海环境中(含有Cl^-、H₂O和O₂)，腐蚀性介质的存在会导致钢结构的耐久性下降，钢筋混凝土结构的服役寿命降低，进而导致巨大的经济损失，资源和能源的浪费，严重时甚至威胁到人类的生命财产安全。

随着科学技术的进步，出现了多种防腐措施，其中有机防腐涂料是最经济有效的一种。涂层具有物理阻隔性，使腐蚀介质无法直接接触到金属基体。然而，当涂层长期暴露在腐蚀介质中时将不可避免地受到破坏，导致涂层剥落。因此，在涂层中加入有机缓蚀剂可以提供更好的保护。目前，在涂层中直接添加缓蚀剂有两个主要困难。一方面，缓蚀剂可能会与涂层中的其他物质发生反应，并且溶解度高的缓蚀剂在腐蚀性溶液的冲刷过程中容易流失，在涂层中留下孔洞，这将削弱涂层的保护能力。另一方面，缓蚀剂不能长期稳定地发挥作用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种pH响应型长效智能水性防腐涂料及其制备方法。

本发明采用的技术方案：

一种pH响应型长效智能水性防腐涂料的制备方法，所述方法包括：

酸刻蚀扩孔改性：采用酸溶液对埃洛石纳米管HNTs进行刻蚀扩孔，得到酸刻蚀扩孔后的埃洛石纳米管HNTs；

负载缓蚀剂：采用真空负压法，将缓蚀剂负载到酸刻蚀扩孔后的所述埃洛石纳米管HNTs中，得到负载缓蚀剂的埃洛石纳米管HNTs；其中，所述缓蚀剂包括苯并三氮唑BTA和D-葡萄糖酸钠SD；

封装：采用可生物降解的、具有pH敏感性的聚电解质作为封装材料，对负载缓蚀剂后的埃洛石纳米管HNTs进行封装，获得负载缓蚀剂且包覆聚电解质的埃洛石纳米管HNTs，命名为FHNTs；所述聚电解质包括海藻酸钠SA和壳聚糖CS；

防腐涂料的制备：将封装后获得的所述FHNTs添加到环氧树脂涂料的制备过程中，获得pH响应型长效智能水性防腐涂料。

进一步地，所述酸刻蚀扩孔改性的步骤，具体为：

在研钵中充分研磨埃洛石纳米管，取埃洛石纳米管粉末放入浓度为1M～4M的H₂SO₄溶液中，配制浓度为0.005～0.05g/mL(优选0.01g/mL)，的埃洛石纳米管硫酸溶液，使用恒温水浴锅在40～60℃下加热40～50h后，用砂芯漏斗进行抽滤处理，在抽滤的过程中持续地加入去离子水进行3～5次的洗涤，将得到的固体粉末置于55～65℃的烘箱中干燥10～14h，干燥后再次研磨成粉末备用，获得酸刻蚀扩孔后的埃洛石纳米管HNTs。

所述酸刻蚀扩孔后的埃洛石纳米管HNTs的孔径范围为：40～70nm。一般来说，孔径增大，提高了HNTs负载缓蚀剂的能力，防腐效果较好。

进一步地，所述负载缓蚀剂的步骤具体为：