[发明专利]一种基于氧化铜纳米线的金属保护层

说明书

本申请涉及一种基于氧化铜纳米线的金属保护层，该金属保护层包括铜板基底、在铜板基底上垂直生长有氧化铜纳米线的中间层、及涂覆在中间层氧化铜纳米线薄膜之上的聚苯胺膜；该聚苯胺膜中添加有填料，该填料为Mn₂O₃多孔微球和TiO₂纳米粒子的混合物。

技术领域

本申请涉及金属防护领域，尤其涉及一种基于氧化铜纳米线的金属保护层。

背景技术

金属腐蚀是由于易腐蚀金属与周围侵蚀性的介质接触，彼此之间发生化学或电化学作用，改变金属原有的稳定状态，在反映界面生成新的化合物，从而能够引发金属材料的物理、化学、机械性能改变的过程，其腐蚀过程是一个自发过程。有统计表明，在因金属腐蚀造成的损失中，有30～40％是可以通过有效的防护手段避免的，因此，金属防护问题已经越来越受到重视。

目前，金属防腐的方法主要有以下两种：1)采用不易与周围介质发生反应的金属及其合金材料来加工产品；2)涂、镀非金属和金属保护层，在金属表面上制成保护层，借以隔开金属与腐蚀介质的接触，从而减少腐蚀。其中，涂层防腐蚀应用最广泛的一种金属防腐蚀手段，随着涂层技术的不断发展，各种功能性耐腐蚀涂层应运而生。

聚苯胺是一种有独特物理化学性能的导电高分子材料，其在电学器件、电磁屏蔽材料、电极材料、防静电材料、电致变色材料等方面具有广泛应用。在防腐蚀方面，聚苯胺可以像普通涂料一样形成低孔隙率的膜层，隔绝腐蚀介质与金属基底的接触；此外，由于具有导电性，聚苯胺还可以与金属基底发生钝化反应来强化基体的耐腐蚀能力，增强金属基底的耐腐蚀能力。

然而由于聚苯胺涂层固有的孔隙率和涂层破损后导致局部的腐蚀速度加快的问题存在，其并不能作为完美的物理屏障阻隔腐蚀性介质的侵入，因此需要向聚苯胺中掺杂无机粒子或者制备复合涂层材料来提高聚苯胺材料的耐腐蚀性能。

发明内容

本发明旨在提供一种基于氧化铜纳米线的金属保护层，以解决上述提出问题。

本发明的实施例中提供了一种基于氧化铜纳米线的金属保护层，该金属保护层包括铜板基底、在铜板基底上垂直生长有氧化铜纳米线的中间层、及涂覆在中间层氧化铜纳米线薄膜之上的聚苯胺膜；该聚苯胺膜中添加有填料，该填料为Mn₂O₃多孔微球和TiO₂纳米粒子的混合物。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的金属保护层中，在聚苯胺膜与金属基底之间设有氧化铜纳米线中间层，在聚苯胺膜中设有Mn₂O₃多孔微球和TiO₂纳米粒子的填料，在结构方面，该氧化铜纳米线具有较大的比表面积，其均匀分散地生长在铜板基底上，使得该聚苯胺膜能够分散在氧化铜纳米线之间、之上，从而得到了均匀致密、结合力强的聚苯胺/氧化铜纳米线复合膜，氧化铜纳米线的存在使聚苯胺与其良好的镶嵌在一起，相互穿插，能够有效提高聚苯胺与铜板基底的结合力，而且氧化铜纳米线能够填充一部分膜层孔道，从而减小了聚苯胺膜的孔隙率，增强了其耐腐蚀性能；在填料方面，在聚苯胺膜中添加Mn₂O₃多孔微球和TiO₂纳米粒子，其能通过聚苯胺孔隙之间的铰链作用于聚苯胺膜很好的结合在一起，并且，能够增强聚苯胺与金属基底的催化氧化作用，生成一层钝化氧化膜来强化耐腐蚀性能。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。