CN116716010A - 一种mbm@zif-8@ldh改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 - Google Patents
一种mbm@zif-8@ldh改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116716010A CN116716010A CN202310674750.6A CN202310674750A CN116716010A CN 116716010 A CN116716010 A CN 116716010A CN 202310674750 A CN202310674750 A CN 202310674750A CN 116716010 A CN116716010 A CN 116716010A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ldh
- mbm
- zif
- epoxy resin
- modified epoxy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 19
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 13
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 8
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004280 Sodium formate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M sodium formate Chemical compound [Na+].[O-]C=O HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 235000019254 sodium formate Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 7
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 1-(1-adamantyl)-3-aminothiourea Chemical compound C1C(C2)CC3CC2CC1(NC(=S)NN)C3 XIOUDVJTOYVRTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XNDZQQSKSQTQQD-UHFFFAOYSA-N 3-methylcyclohex-2-en-1-ol Chemical compound CC1=CC(O)CCC1 XNDZQQSKSQTQQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 1
- YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydrobenzimidazole-2-thione Chemical compound C1=CC=C2NC(S)=NC2=C1 YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 73
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 23
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 abstract description 13
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 4
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract 1
- 239000013154 zeolitic imidazolate framework-8 Substances 0.000 abstract 1
- MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N zinc;2-methylimidazol-3-ide Chemical compound [Zn+2].CC1=NC=C[N-]1.CC1=NC=C[N-]1 MFLKDEMTKSVIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 6
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920006334 epoxy coating Polymers 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
- C08G83/008—Supramolecular polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种MBM@ZIF‑8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用。以2‑巯基苯并咪唑（MBM）作为环保缓蚀剂，将其原位嵌入到层状双氢氧化物（LDH）纳米薄片上的咪唑酸酯沸石骨架ZIF‑8中，制备得到MBM@ZIF‑8@LDH复合物，然后将MBM@ZIF‑8@LDH分散在环氧树脂中，得到MBM@ZIF‑8@LDH改性环氧树脂防腐涂料。本发明制得的防腐涂料具有优异的防腐性能，且对环境友好，将防腐涂料涂覆在基材表面形成防腐涂层，腐蚀前，MBM@ZIF‑8@LDH作为被动纳米填料，提高了涂层的阻隔性能以及耐氯离子的渗透性能；腐蚀发生后，MBM@ZIF‑8@LDH作为活性防腐纳米填料，可以响应局部腐蚀区域的pH变化，释放MBM缓蚀剂，防止暴露的基体进一步损伤。
Description
技术领域
本发明属于溶剂涂料技术领域，具体涉及一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用。
背景技术
环氧树脂因其良好的附着力、耐化学介质性和可加工性，被广泛应用于涂料领域。然而，环氧树脂在固化过程中形成的微孔或微裂纹可能作为水、氧、氯离子等腐蚀介质的渗透通道，导致涂层与金属界面发生腐蚀，从而导致涂层剥离、起泡。解决这一问题的方法之一是加入被动填料来提高有机涂层的防腐性能。许多研究者通过添加石墨烯，氮化硼和MX材料来解决这一问题，虽具有突出的物理阻隔效应，但由于其制备成本高、分散性差、表面官能团少、与树脂亲和性差，不适合大规模商业化生产。层状双氢氧化物(LDH)是一种由层间阴离子和水分子相互重叠的主层组成的多功能二维纳米材料。该材料合成工艺简单，原料易得。主层板表面含有大量羟基，提高了对有机树脂的亲和性。另一方面，层间阴离子通过静电力与主层板连接，层间阴离子具有可交换性，使得LDH能够捕获腐蚀介质。因此，LDH成为目前广泛研究的防腐材料。然而,LDH固有的微孔结构使其易于降解。随着浸泡时间的增加，微孔优先为氧和氯离子渗透到基底中提供扩散途径。解决这一问题的方法是加入活性填料，即在密封LDH的微孔的同时能够装载缓蚀剂。
ZIF-8作为一种典型的咪唑沸石型金属有机框架，不仅具有良好的刺激响应释放性能，可按需释放缓蚀剂：而且可直接利用LDH表面的Zn离子与2-甲基咪唑制备而得，并与LDH构成核壳型结构。
因此，本发明选择了2-巯基苯并咪唑(MBM)作为环保缓蚀剂，将其原位嵌入到LDH纳米薄片上的咪唑酸沸石骨架-8 (ZIF-8)中，制备了MBM@ZIF-8@LDH的新型纳米容器,可以用于环氧涂层。
发明内容
本发明针对现有环氧树脂大多为溶剂型涂料，且固化过程中产生的微孔和微裂缝构成了腐蚀介质的渗透通道等缺点进行改进，提供一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）MBM@ZIF-8@LDH的制备：
1-1）以尿素为水解剂，采用共沉淀法合成ZnAl-CO3-LDH
将Zn(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶解在去离子水中，得到溶液，将尿素加入装有上述溶液的三颈烧瓶中，将得到的混合物置于油浴锅中剧烈搅拌23~25小时，离心收集产物并用去离子水洗涤，真空干燥，得到ZnAl-CO3-LDH粉末；
1-2）将MBM和甲酸钠溶解在装有甲醇的三颈烧瓶中，将上述ZnAl-CO3-LDH粉末添加到三颈烧瓶中，在室温下磁力搅拌30~40min，以保证Zn离子与MBM分子的有效协调，然后加入2-甲基咪唑并置于油浴锅中搅拌加热5~6小时，将所得产物离心分离并用甲醇洗涤，最后，将收集的产物在真空条件下干燥14~16h，得到MBM@ZIF-8@LDH；
2）MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备
2-1）将MBM@ZIF-8@LDH加入二甲苯和正丁醇组成的混合溶剂中，超声分散3~3.5小时，得到分散液；
2-2) 称取环氧树脂加入到分散液中，将所得混合物磁力搅拌均匀，加入固化剂，磁力搅拌均匀，得到MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料。
步骤1-1）中，六水合硝酸锌与九水合硝酸铝的摩尔比为2:1，尿素与NO3 -的摩尔比3:1。
步骤1-2）中，MBM、甲酸钠、ZnAl-CO3-LDH、2-甲基咪唑的用量比为0.25g~1.00g:0.27g:0.50g:1.00g。
步骤1）中，油浴锅中的温度控制在88~92°C。
步骤1-2）中，离心分离条件是转速为800~1200rpm，时间为2~4min。
步骤2-1）中，混合溶剂中的二甲苯和正丁醇的质量比为6.5~7.5:2.5~3.5。
步骤2-1）中，MBM@ZIF-8@LDH与混合溶剂的用量比为3.8~4.2g:1400g。
步骤2-2）中，磁力搅拌条件是转速为1000~1100rpm，时间为1~1.2h。
步骤2-2）中，所述固化剂为聚酰胺，环氧树脂与固化剂的质量比为2:1.5~1.7。
所述MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料可用于制备防腐涂层：将上述防腐涂料用涂覆机涂覆在低碳钢基材表面，并在80℃下固化2小时，40℃固化30h，形成防腐涂层。
本发明以2-巯基苯并咪唑(MBM)作为环保缓蚀剂，将缓蚀剂MBM装载进ZIF-8@LDH纳米容器中，使得MBM@ZIF-8@LDH纳米容器在环氧复合涂料中具有双重作用。腐蚀前，MBM@ZIF-8@LDH作为被动纳米填料，提高了涂层的阻隔性能以及耐氯离子的渗透性能；腐蚀发生后，MBM@ZIF-8@LDH作为活性防腐纳米填料，可以响应局部腐蚀区域的pH变化，释放MBM缓蚀剂，防止暴露的钢基体进一步损伤。
本发明的显著优点在于：
1.本发明所制备的二维材料ZnAl-CO3-LDH，其合成工艺简单，原料易得。
2.本发明使用的ZnAl-CO3-LDH相较于其他二维材料，具有阴离子交换性能，能够捕获腐蚀介质，与此同时，ZnAl-CO3-LDH主层板表面含有大量羟基，提高了对有机树脂的亲和性，这是其他二维材料所不具备的。
3.本发明利用利用ZnAl-CO3-LDH表面的Zn离子，使ZIF-8在其表面构成,进而ZIF-8与ZnAl-CO3-LDH组成核壳结构,解决了LDH固有的微孔缺陷。
4.本发明利用ZIF-8可承载性能，通过将ZIF-8有序的生长在ZnAl-CO3-LDH表面的同时，将缓蚀剂MBM加入，不仅增加了被动阻隔努力，而且随着缓蚀剂的加入，能够起到主动防腐的作用，实现了长期防腐蚀。
5.本发明中所制备的ZIF-8具有良好的刺激响应释放性能，能够按需释放缓蚀剂，防止暴露的钢基体进一步损伤。
附图说明
图1为MBM@ZIF-8的XRD图；
图2为LDH的XRD图；
图3为MBM@ZIF-8@LDH复合材料的XRD图。
实施方式1
为了使本发明内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例2
1）MBM@ZIF-8@LDH的合成：
1-1）以尿素为水解剂，采用共沉淀法合成ZnAl-CO3-LDH
将Zn(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O按照摩尔比为2:1溶解在去离子水中；随后，在三颈烧瓶中将尿素(尿素与NO3 -的摩尔比为3: 1)加入上述溶液中，将得到的混合物放入90℃的油浴锅中剧烈搅拌24小时，离心收集，去离子水洗涤3次，60℃真空干燥24 h，得到ZnAl-CO3-LDH粉末。
1-2）将MBM(0.25 g)和甲酸钠(0.27g)溶解在装有70 mL甲醇的三颈烧瓶中。然后，将ZnAl-CO3-LDH（0.5 g）添加到上述溶液中，在室温(21±2 °C)下磁力搅拌30min，以保证Zn离子与MBM分子的有效协调。然后将2-MI（1g）加进混合溶液中并放入90℃油浴锅中搅拌加热5小时，将所得产物进行离心分离并用甲醇洗涤3次。最后，将收集的产物在真空条件下80℃干燥15h，得到MBM@ZIF-8@LDH。
2）MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备
2-1）称取4mg MBM@ZIF-8@LDH 加入1.4g的混合溶剂(质量比二甲苯:正丁醇=7:3)中，超声分散3小时，得到分散液；
2-2）将2g环氧树脂和1.6 g聚酰胺加入到分散液中，将所得混合物分别高速搅拌和超声各3小时，直至分散良好，得到MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料。
防腐涂料的应用：将上述MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料用涂布机涂覆在钢片基体上，然后将钢片基体置于热风干燥箱中，80℃固化2 h，40℃固化30h，在钢片基体上形成MBM@ZIF-8@LDH/EP防腐涂层。
实施例3
1）MBM@ZIF-8@LDH的合成：
1-1）以尿素为水解剂，采用共沉淀法合成ZnAl-CO3-LDH
将Zn(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O按照摩尔比为2:1溶解在去离子水中；随后，在三颈烧瓶中将尿素(尿素与NO3 -的摩尔比为3: 1)加入上述溶液中，将得到的混合物放入90℃的油浴锅中剧烈搅拌24小时，离心收集，去离子水洗涤3次，60℃真空干燥24 h，得到ZnAl-CO3-LDH粉末。
1-2）将MBM(0.5g)和甲酸钠(0.27g)溶解在装有70 mL甲醇的三颈烧瓶中。然后，将ZnAl-CO3-LDH（0.5 g）添加到上述溶液中，在室温(21±2 °C)下磁力搅拌30min，以保证Zn离子与MBM分子的有效协调。然后将2-MI（1g）加进混合溶液中并放入90℃油浴锅中搅拌加热5小时，将所得产物进行离心分离并用甲醇洗涤3次。最后，将收集的产物在真空条件下80℃干燥15h，得到MBM@ZIF-8@LDH。
2）MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备
2-1）称取4mg MBM@ZIF-8@LDH 加入1.4g的混合溶剂(质量比二甲苯:正丁醇=7:3)中，超声分散3小时，得到分散液；
2-2）将2g环氧树脂和1.6 g聚酰胺加入到分散液中，将所得混合物分别高速搅拌和超声各3小时，直至分散良好，得到MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料。
防腐涂料的应用：将上述MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料用涂布机涂覆在钢片基体上，然后将钢片基体置于热风干燥箱中，80℃固化2 h，40℃固化30h，在钢片基体上形成MBM@ZIF-8@LDH/EP防腐涂层。
实施例4
1）MBM@ZIF-8@LDH的合成：
1-1）以尿素为水解剂，采用共沉淀法合成ZnAl-CO3-LDH
将Zn(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O按照摩尔比为2:1溶解在去离子水中；随后，在三颈烧瓶中将尿素(尿素与NO3 -的摩尔比为3: 1)加入上述溶液中，将得到的混合物放入90℃的油浴锅中剧烈搅拌24小时，离心收集，去离子水洗涤3次，60℃真空干燥24 h，得到ZnAl-CO3-LDH粉末。
1-2）将MBM(0.75g)和甲酸钠(0.27g)溶解在装有70 mL甲醇的三颈烧瓶中。然后，将ZnAl-CO3-LDH（0.5 g）添加到上述溶液中，在室温(21±2 °C)下磁力搅拌30min，以保证Zn离子与MBM分子的有效协调。然后将2-MI（1g）加进混合溶液中并放入90℃油浴锅中搅拌加热5小时，将所得产物进行离心分离并用甲醇洗涤3次。最后，将收集的产物在真空条件下80℃干燥15h，得到MBM@ZIF-8@LDH。
2）MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备
2-1）称取4mg MBM@ZIF-8@LDH 加入1.4g的混合溶剂(质量比二甲苯:正丁醇=7:3)中，超声分散3小时，得到分散液；
2-2）将2g环氧树脂和1.6 g聚酰胺加入到分散液中，将所得混合物分别高速搅拌和超声各3小时，直至分散良好，得到MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料。
防腐涂料的应用：将上述MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料用涂布机涂覆在钢片基体上，然后将钢片基体置于热风干燥箱中，80℃固化2 h，40℃固化30h，在钢片基体上形成MBM@ZIF-8@LDH/EP防腐涂层。
对比例1
纯环氧树脂涂料的制备
1）称取1.4g的混合溶剂(质量比二甲苯:正丁醇=7:3)中，超声分散3小时；
2）将2g环氧树脂和1.6 g聚酰胺加入到混合溶剂中，将所得混合物分别高速搅拌和超声各3小时，直至分散良好，得到纯环氧树脂涂料。
防腐涂料的应用：将上述纯环氧树脂涂料用涂布机涂覆在钢片基体上，然后将钢片基体置于热风干燥箱中，80℃固化2 h，40℃固化30h，在钢片基体上形成EP涂层。
对比例2
1）LDH的合成：
以尿素为水解剂，采用共沉淀法合成ZnAl-CO3-LDH
将Zn(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O按照摩尔比为2:1溶解在去离子水中；随后，在三颈烧瓶中将尿素(尿素与NO3 -的摩尔比为3: 1)加入上述溶液中，将得到的混合物放入90℃的油浴锅中剧烈搅拌24小时，离心收集，去离子水洗涤3次，60℃真空干燥24 h，得到ZnAl-CO3-LDH粉末。
2）LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备
2-1）称取4mg LDH 加入1.4g的混合溶剂(质量比二甲苯:正丁醇=7:3)中，超声分散3小时，得到分散液；
2-2）将2g环氧树脂和1.6 g聚酰胺加入到分散液中，将所得混合物分别高速搅拌和超声各3小时，直至分散良好，得到LDH改性环氧树脂防腐涂料。
防腐涂料的应用：将上述LDH改性环氧树脂防腐涂料用涂布机涂覆在钢片基体上，然后将钢片基体置于热风干燥箱中，80℃固化2 h，40℃固化30h，在钢片基体上形成LDH/EP防腐涂层。
对比例3
1）ZIF-8@LDH的合成：
1-1）以尿素为水解剂，采用共沉淀法合成ZnAl-CO3-LDH
将Zn(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O按照摩尔比为2:1溶解在去离子水中；随后，在三颈烧瓶中将尿素(尿素与NO3 -的摩尔比为3: 1)加入上述溶液中，将得到的混合物放入90℃的油浴锅中剧烈搅拌24小时，离心收集，去离子水洗涤3次，60℃真空干燥24 h，得到ZnAl-CO3-LDH粉末。
1-2）将ZnAl-CO3-LDH（0.5 g）添加到装有70 mL甲醇的三颈烧瓶中，在室温(21±2°C)下磁力搅拌30min。然后将2-MI（1g）加进混合溶液中并放入90℃油浴锅中搅拌加热5小时，将所得产物进行离心分离并用甲醇洗涤3次。最后，将收集的产物在真空条件下80℃干燥15h，得到MBM@ZIF-8@LDH。
2）ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备
2-1）称取4mg ZIF-8@LDH 加入1.4g的混合溶剂(质量比二甲苯:正丁醇=7:3)中，超声分散3小时，得到分散液；
2-2）将2g环氧树脂和1.6 g聚酰胺加入到分散液中，将所得混合物分别高速搅拌和超声各3小时，直至分散良好，得到ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料。
防腐涂料的应用：将上述ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料用涂布机涂覆在钢片基体上，然后将钢片基体置于热风干燥箱中，80℃固化2 h，40℃固化30h，在钢片基体上形成ZIF-8@LDH/EP防腐涂层。
实验例
对实施例2、对比例1、对比例2和对比例3的涂层分别进行开路电位测试
通过在3.5% NaCl溶液中测量开路电位(OCP)，对上述各涂层的防腐性能进评价。众所周知，OCP是评价保护性腐蚀产物形成的有效方法。此外，OCP的测量反映了薄膜在腐蚀环境中的稳定性。测量结果显示，EP涂层，LDH/EP涂层，ZIF-8@LDH/EP和MBM@ZIF-8@LDH/EP涂层的OCP值分别为−0.516 V vs AgCl,−0.481 V vs AgCl,−0.453 V vs AgCl和−0.397 Vvs AgCl。其中MBM@ZIF-8@LDH/EP涂层的OCP(−0.397 V vs AgCl)，比EP涂层的OCP值(−0.516V vs AgCl)更正。由此可见，本发明制备的MBM@ZIF-8/EP涂层在腐蚀环境中具有最有效的防护能力。
图1为MBM@ZIF-8的XRD图，由图1可以看出MBM@ZIF-8纳米晶体，在2θ=7.2°，10.7°，12.7°和18.1°均有较强衍射峰，分别对应MBM@ZIF-8 的（011）,（002），（112）和（222）晶面。
图2为LDH的XRD图，由图2可以看出LDH二维材料，在2θ=11.16°、23.28°和34.54°处有三个明显的特征峰，分别对应于(003)、(006)和(012)晶面的反射。
图3为MBM@ZIF-8@LDH的XRD图，由图3可以看出无论是MBM@ZIF-8的特征峰还是LDH的特征峰都在MBM@ZIF-8@LDH复合材料中体现出来。
Claims (10)
1.一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）MBM@ZIF-8@LDH的制备：
1-1）以尿素为水解剂合成ZnAl-CO3-LDH
1-2）将MBM和甲酸钠溶解在装有甲醇的三颈烧瓶中，将上述ZnAl-CO3-LDH添加到三颈烧瓶中，磁力搅拌均匀，然后加入2-甲基咪唑并置于油浴锅中搅拌加热5~6小时，将所得产物离心分离、洗涤、干燥，得到MBM@ZIF-8@LDH；
2）MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备
2-1）将MBM@ZIF-8@LDH加入二甲苯和正丁醇组成的混合溶剂中，超声分散3~3.5小时，得到分散液；
2-2) 称取环氧树脂加入到分散液中，将所得混合物磁力搅拌均匀，加入固化剂，磁力搅拌均匀，得到MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料。
2.根据权利要求1所述的一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤1-1）中，所述ZnAl-CO3-LDH的制备方法为：将Zn(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶解在去离子水中，得到溶液，将尿素加入装有上述溶液的三颈烧瓶中，将得到的混合物置于油浴锅中搅拌23~25小时，离心收集产物并洗涤、干燥，得到ZnAl-CO3-LDH。
3.根据权利要求2所述的一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述六水合硝酸锌与九水合硝酸铝的摩尔比为2:1，尿素与NO3 -的摩尔比3:1。
4.根据权利要求1所述的一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤1-2）中，MBM、甲酸钠、ZnAl-CO3-LDH、2-甲基咪唑的用量比为0.25g~1.00g:0.27g:0.50g:1.00g。
5.根据权利要求1所述的一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤1）中，油浴锅中的温度控制在88~92°C。
6.根据权利要求1所述的一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤2-1）中，混合溶剂中的二甲苯和正丁醇的质量比为6.5~7.5:2.5~3.5。
7.根据权利要求1所述的一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤2-1）中，MBM@ZIF-8@LDH与混合溶剂的用量比为3.8~4.2g:1400g。
8.根据权利要求1所述的一种MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料的制备方法，其特征在于，步骤2-2）中，磁力搅拌条件是转速为1000~1100rpm，时间为1~1.2h；所述固化剂为聚酰胺，环氧树脂与固化剂的质量比为2:1.5~1.7。
9.一种根据权利要求1~8任一项所述的制备方法得到的MBM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料。
10.如权利要求9所述的防腐涂料的应用，其特征在于，将所述BM@ZIF-8@LDH改性环氧树脂防腐涂料涂覆在基材表面，固化，成防腐涂层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310674750.6A CN116716010A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种mbm@zif-8@ldh改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310674750.6A CN116716010A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种mbm@zif-8@ldh改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116716010A true CN116716010A (zh) | 2023-09-08 |
Family
ID=87864097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310674750.6A Pending CN116716010A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 一种mbm@zif-8@ldh改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116716010A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117900105A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-04-19 | 东莞市伟峰新材料科技有限公司 | 一种高耐磨铝合金外壳及其制备工艺 |
| CN117900105B (zh) * | 2024-01-16 | 2024-07-02 | 东莞市伟峰新材料科技有限公司 | 一种高耐磨铝合金外壳及其制备工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112341900A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 四川轻化工大学 | 一种高耐蚀改性环氧树脂复合涂层的制备方法 |
| CN114591671A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-06-07 | 福建师范大学 | 一种聚吡咯@zif-8改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 |
| CN114958056A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-30 | 河北科技大学 | Ti3C2Tx@ZnAl-MoO4 LDH复合缓蚀剂及其制备方法和复合涂料 |
| CN115433478A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-06 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种双重自修复防腐涂层及其制备方法 |
-
2023
- 2023-06-08 CN CN202310674750.6A patent/CN116716010A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112341900A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 四川轻化工大学 | 一种高耐蚀改性环氧树脂复合涂层的制备方法 |
| CN114591671A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-06-07 | 福建师范大学 | 一种聚吡咯@zif-8改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 |
| CN114958056A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-30 | 河北科技大学 | Ti3C2Tx@ZnAl-MoO4 LDH复合缓蚀剂及其制备方法和复合涂料 |
| CN115433478A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-06 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种双重自修复防腐涂层及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JIANQIANG LIU ET AL.: "《Synthesis and thermal properties of ZnAl layered double hydroxide by urea hydrolysis》", 《POWDER TECHNOLOGY》, 13 November 2013 (2013-11-13), pages 41 - 45 * |
| 柳彦梅等: "《掺杂了插层2-巯基苯并咪唑Zn/Al层状双氢氧化物自修复涂层的耐蚀性》", 《腐蚀与防护》, no. 8, 15 August 2017 (2017-08-15), pages 72 - 75 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117900105A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-04-19 | 东莞市伟峰新材料科技有限公司 | 一种高耐磨铝合金外壳及其制备工艺 |
| CN117900105B (zh) * | 2024-01-16 | 2024-07-02 | 东莞市伟峰新材料科技有限公司 | 一种高耐磨铝合金外壳及其制备工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104927583B (zh) | 可自动修复智能防腐涂层的制备方法及应用 | |
| CN102146225B (zh) | 一种水性室温自固化无机富锌涂料 | |
| CN112521837B (zh) | 一种mof负载缓蚀剂的填料、自修复防腐蚀涂料及其制备方法 | |
| CN101580653B (zh) | 有机无机杂化纳米膜包覆型铝粉颜料及其制备方法与应用 | |
| CN102746766B (zh) | 一种水性防腐涂料及其制备方法 | |
| CN103965776B (zh) | 一种耐高温隔热防腐蚀涂料 | |
| Xiao et al. | A pH-responsive cerium-imidazole decorated ZIF-8 to achieve self-healing barrier property for epoxy coating on Al alloy by controlled release | |
| CN109593429B (zh) | 一种l-色氨酸改性氧化石墨烯水性环氧树脂的制备方法及应用 | |
| Chen et al. | Development of metal-organic framework (MOF) decorated graphene oxide/MgAl-layered double hydroxide coating via microstructural optimization for anti-corrosion micro-arc oxidation coatings of magnesium alloy | |
| CN102174291A (zh) | 一种有机硅改性醇酸树脂涂料组合物及其制备方法 | |
| CN106118149B (zh) | 一种水性无机富锌涂料及其制备方法 | |
| CN109517516B (zh) | 一种铈化膨润土改性水性聚氨酯涂料及其制备方法 | |
| CN112300697A (zh) | 一种改性防腐超疏水一体化涂料的制备方法及应用 | |
| CN109306226B (zh) | 一种金属基材长效防腐底漆及其制备方法 | |
| CN114591671B (zh) | 一种聚吡咯@zif-8改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 | |
| CN103265661B (zh) | 一种涂膜镀锌的包覆和导电树脂 | |
| CN106590089A (zh) | 一种长效抗菌型钢结构表面处理用水性硅酸钾富锌底漆及其制作方法 | |
| CN108727947A (zh) | 一种氧化石墨烯杂化防腐涂料及制备方法 | |
| TWI490254B (zh) | 無機鈍化塗料、其形成方法、及所形成之無機鈍化保護膜 | |
| CN104877504A (zh) | 一种添加石墨烯的外墙防腐乳胶涂料及其制备方法 | |
| CN113801538A (zh) | 一种金属有机骨架/环氧涂料及其制备方法和应用 | |
| CN114292413A (zh) | 一种基于芳香羧酸类MOFs的自修复材料制备方法及应用 | |
| CN115873469A (zh) | 一种石墨烯涂料的制备方法、自修复涂层及应用 | |
| CN116716010A (zh) | 一种mbm@zif-8@ldh改性环氧树脂防腐涂料的制备方法及应用 | |
| CN109836871A (zh) | 一种石墨烯复合材料的制备方法及一种聚合物涂层 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |