一种以过期药物头孢氨苄为缓蚀剂的自愈合涂层的制备方法

1.本发明涉及一种防腐涂层，具体涉及一种以过期药物头孢氨苄为缓蚀剂的自愈合涂层的制备方法，属于金属防腐技术领域。


背景技术：

2.金属材料的腐蚀每年都会造成巨大的经济损失。防腐涂层具有操作简便，使用广泛，成本低廉等优点，是目前应用最广泛的防腐手段之一。然而防腐涂层在运输和服役过程中，不可避免的会发生磨损、磨蚀等现象，产生微裂纹导致涂层失效和金属局部腐蚀。受有机体“被动伤害-主动修复”能力的启发，自修复涂层正逐渐成为金属防腐涂层研究热点。
3.目前，人们研究的自愈合涂层大致可分为两种：一种是将聚合剂，如亚麻籽油、环氧树脂等封装在高分子微球中，然后分散在有机涂层中。当有机涂层遭到破坏时，聚合剂从高分子微球中释放出来，在催化剂或固化剂的作用下，发生交联反应生成高分子聚合物，堵住涂层的微裂纹，从而阻止腐蚀反应的进一步发生。另一种是将负载有缓蚀剂的纳米容器分散到有机涂层中，当有机涂层被破坏时，缓蚀剂吸附到钢板表面，生成一层保护膜，隔绝腐蚀物质与金属的接触，从而阻止金属腐蚀。
4.目前防腐涂层中所使用的缓蚀剂，如mbt，tta，bta等价格昂贵，难以实现大规模应用。而以过期药物头孢氨苄为缓蚀剂，实现了对过期药物的回收再利用，具有一定的环保意义，也降低涂层的使用成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的是，针对现有缓蚀剂存在的问题，提供一种以过期药物头孢氨苄为缓蚀剂的自愈合涂层的制备方法。
6.为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案，一种以过期药物头孢氨苄为缓蚀剂的自愈合涂层的制备方法，包括以下步骤：
7.1)制备负载头孢氨苄缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米容器；
8.2)将负载头孢氨苄缓蚀剂的介孔二氧化硅分散到环氧树脂中；
9.3)将步骤2)中的环氧树脂与一定量的固化剂、分散剂、消泡剂混合制成涂料；
10.4)将步骤3)中的涂料涂覆在金属表面，40℃固化12h，形成自愈合涂层。
11.作为优选，所述步骤1)制备负载头孢氨苄缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米容器的制备过程为：
12.s1 将4-6g三嵌段共聚物p123溶于30-50g去离子水和120-200g的2mol/l盐酸中，40℃下水浴加热并磁力搅拌2h，待p123完全溶解时，缓慢滴加8-12g的teos，40℃下水浴加热并磁力搅拌24h得到溶液1；
13.s2 将步骤s1所得溶液1转移到反应釜中100℃静置晶化24h；将所得悬浮液离心分离，离心后分别用去离子水和乙醇清洗下层沉淀物2次，将所得白色沉淀放在40℃烘箱中烘24h，得到白色粉末；
14.s3 将步骤s2所得白色粉末在550℃下煅烧5h，得到介孔二氧化硅纳米容器；
15.s4 将40-60mg步骤s3所制备的介孔二氧化硅纳米容器与0.2-0.4g头孢氨苄溶于50ml去离子水中，常温搅拌8h，抽滤，得到负载头孢氨苄缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米容器。
16.作为优选，所述步骤2)中负载头孢氨苄缓蚀剂的介孔二氧化硅与环氧树脂的质量比为0.01-0.05∶1。
17.作为优选，所述步骤3)中环氧树脂与固化剂的质量比为1∶1。
18.本发明的有益效果在于：本发明以过期药物头孢氨苄为缓蚀剂制备了自愈合涂层，当涂层产生微裂纹时，头孢氨苄从介孔二氧化硅纳米容器中释放出来，在酸性条件下质子化，吸附在钢板表面，形成一层紧密的吸附层，阻止腐蚀反应的发生；本发明以过期药物头孢氨苄为缓蚀剂，实现了对过期药物的回收再利用，解决了常规缓蚀剂成本高的问题，具有一定的环保意义。
附图说明
19.图1为涂层结构示意图。
20.图2为不同涂层电化学阻抗谱图。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
22.实施例1
23.s1 将4g三嵌段共聚物p123溶于30ml去离子水和120ml的2mol/l盐酸中，40℃下水浴加热并磁力搅拌2h，待p123完全溶解时，缓慢滴加8g的teos，40℃下水浴加热并磁力搅拌24h得到溶液1；
24.s2 将步骤s1所得溶液1转移到反应釜中100℃静置晶化24h；将所得悬浮液离心分离，离心后分别用去离子水和乙醇清洗下层沉淀物2次，将所得白色沉淀放在40℃烘箱中烘24h，得到白色粉末；
25.s3 将步骤s2所得白色粉末在550℃下煅烧5h，得到介孔二氧化硅纳米容器；
26.s4 将40mg步骤s3所制备的介孔二氧化硅纳米容器与0.2g头孢氨苄溶于50ml去离子水中，常温搅拌8h，抽滤，得到负载头孢氨苄缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米容器；
27.s5 取步骤s4所得介孔二氧化硅纳米容器0.1g，分散到5g环氧树脂中，再加入5g聚酰胺固化剂、0.2g分散剂、0.2g消泡剂混合制成涂料；
28.s6 将步骤s5所得涂料用线棒涂布器滚涂到不锈钢板表面，40℃固化12h，形成自愈合涂层。
29.实施例2
30.s1 将4g三嵌段共聚物p123溶于30ml去离子水和120g的2mol/l盐酸中，40℃下水浴加热并磁力搅拌2h，待p123完全溶解时，缓慢滴加8g的teos，40℃下水浴加热并磁力搅拌24h得到溶液1；
31.s2 将步骤s1所得溶液1转移到反应釜中100℃静置晶化24h；将所得悬浮液离心分离，离心后分别用去离子水和乙醇清洗下层沉淀物2次，将所得白色沉淀放在40℃烘箱中烘24h，得到白色粉末；
32.s3 步骤s2所得白色粉末在550℃下煅烧5h，得到介孔二氧化硅纳米容器；
33.s4 将40mg步骤s3所制备的介孔二氧化硅纳米容器与0.2g头孢氨苄溶于50ml去离子水中，常温搅拌8h，抽滤，得到负载头孢氨苄缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米容器；
34.s5 取步骤s4所得介孔二氧化硅纳米容器0.08g，分散到5g环氧树脂中，再加入5g聚酰胺固化剂、0.2g分散剂、0.2g消泡剂混合制成涂料；
35.s6 将步骤s5所得涂料用线棒涂布器滚涂到不锈钢板表面，40℃固化12h，形成自愈合涂层。
36.实施例3
37.s1 将4g三嵌段共聚物p123溶于30ml去离子水和120ml的2mol/l盐酸中，40℃下水浴加热并磁力搅拌2h，待p123完全溶解时，缓慢滴加8g的teos，40℃下水浴加热并磁力搅拌24h得到溶液1；
38.s2 将步骤s1所得溶液1转移到反应釜中100℃静置晶化24h；将所得悬浮液离心分离，离心后分别用去离子水和乙醇清洗下层沉淀物2次，将所得白色沉淀放在40℃烘箱中烘24h，得到白色粉末；
39.s3 步骤s2所得白色粉末在550℃下煅烧5h，得到介孔二氧化硅纳米容器；
40.s4 将40mg步骤s3所制备的介孔二氧化硅纳米容器与0.2g头孢氨苄溶于50ml去离子水中，常温搅拌8h，抽滤，得到负载头孢氨苄缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米容器；
41.s5 取步骤s4所得介孔二氧化硅纳米容器0.25g，分散到5g环氧树脂中，再加入5g聚酰胺固化剂、0.2g分散剂、0.2g消泡剂混合制成涂料；
42.s6 将步骤s5所得涂料用线棒涂布器滚涂到不锈钢板表面，40℃固化12h，形成自愈合涂层。
43.如图2所示，分别选取纯环氧树脂涂层和自愈合涂层，浸泡在1mol/l的nacl溶液中。采用电化学阻抗谱(eis)测试涂层的防腐性能。在浸泡的各个时间段，掺杂涂层的阻抗都高于纯环氧树脂涂层，而且复合涂层的阻抗变化率低于纯环氧树脂涂层。由此说明掺杂涂层的防腐效果高于纯环氧树脂涂层。
44.上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。