[发明专利]一种pH值敏感性智能缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料防腐蚀技术领域，具体涉及一种可智能、长效抑制金属腐蚀的pH值敏感性核/壳纳米结构缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

缓蚀剂技术可以有效防止或减缓金属材料的腐蚀，是应用最广泛的金属材料防腐蚀技术之一。缓蚀剂在使用时常采用一次性投放或连续投放的方式，这就致使传统缓蚀剂在使用初期往往浓度很高，虽然可以有效抑制金属腐蚀、但也同时可能造成一定浪费，且随使用时间增长，缓蚀剂会由于水解、降解、流失等作用而很快失效，难以持久发挥对金属材料腐蚀的抑制作用。为解决上述传统缓蚀剂使用寿命短、利用率低等问题，近年来一些学者发明了基于pH敏感性水凝胶包埋缓蚀组分的智能型缓蚀剂，这类缓蚀剂可以利用凝胶的pH敏感性和三维网络结构，控制包埋于其中的缓蚀组分的释放，从而延长缓蚀组分的使用寿命、提高其利用率，如：中国发明专利CN201310004233.4和CN201510030747.6将缓蚀组分苯并三氮唑包埋在pH敏感水凝胶形成的三维网络结构中，利用pH敏感水凝胶对环境pH值的响应性发生溶胀而释放缓蚀组分苯并三氮唑以达到控制缓蚀组分释放的目的；中国发明专利CN201310714579也制备了pH敏感凝胶微球，同样利用pH敏感水凝胶对环境pH值的响应性发生溶胀而释放缓蚀组分来达到控制缓蚀组分释放的目的；这些工作极大地促进了智能型缓蚀剂的发展。但同时也不难发现，目前的智能型缓蚀剂发展尚处于初级阶段，存在pH敏感区间窄、可释放的缓蚀组分种类少、结构简单、缓蚀组分释放可控性差等很多问题。因此，发展pH敏感区间宽、可释放的缓蚀组分种类多、结构精细、缓蚀组分释放可控性好的智能型缓蚀剂及其制备方法非常必要和迫切。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种pH敏感区间宽、可释放的缓蚀组分种类多、结构精细、缓蚀组分释放可控性好的可智能、长效抑制金属腐蚀的pH值敏感性核/壳结构缓蚀剂及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种pH值敏感性智能缓蚀剂，其特征在于，呈球形核/壳纳米结构，粒径约为60-150纳米，壳厚约为5-20纳米，pH敏感性区间为7-11，包含由pH敏感性高分子材料组成的亲水性“壳”和负载了缓蚀组分的聚合物基质组成的疏水性“核”2个部分；

所述“壳”材料由2种具有强静电作用的物质组成，为聚丙烯亚胺或聚邻苯二甲酰亚胺中的一种，以及聚丙烯酰胺甲基丙磺酸或聚羟乙基磺酸中的一种；

所述组成“核”的聚合物基质为聚N-异丙基丙烯酰胺或聚D-乳酸中的一种；

所述组成“核”的缓蚀组分为硅酸钠、钨酸钠、钼酸钠、硝酸铈、硝酸镧、尿素、硫脲、乌洛托品中的一种，含量为聚合物基质的25~30 wt%。

一种pH值敏感性智能缓蚀剂的制备方法，其特征在于，将物质A溶于1升纯水中、进而调节溶液pH值至8，使用搅拌器以1500转/分钟的转速对溶液进行强烈搅拌，同时将溶液升温至70℃，然后在通入氮气条件下加入缓蚀组分和物质B，持续强烈搅拌2小时后加入物质C，反应20小时后冷却至15℃，然后加入物质D的水溶液，超声混匀2小时，45°下真空干燥12小时，即得所述pH值敏感性核/壳纳米结构缓蚀剂；

其中，所述物质A为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠和羟乙基磺酸铵中的一种，加入量为3~5克；

所述物质B为N-异丙基丙烯酰胺或D-乳酸中的一种，加入量为15~30克；

所述物质C为过硫酸钠或过硫酸铵中的一种，加入量为0.5~2克；

所述物质D为聚丙烯亚胺或聚邻苯二甲酰亚胺中的一种，其水溶液浓度为10~20克/升，体积为3~5毫升；

所述缓蚀组分为硅酸钠、钨酸钠、钼酸钠、硝酸铈、硝酸镧、尿素、硫脲、乌洛托品中的一种，加入量为物质B的25~30 wt%。

相比现有技术，本发明具有下述优点：