[发明专利]超疏水苯胺三聚体改性SiO2杂化涂层、其制法与应用

说明书

本发明公开了一种超疏水苯胺三聚体改性SiO₂杂化涂层、其制法与应用。所述的制备方法包括：提供硅烷化的苯胺三聚体；提供包含正硅酸乙酯、硅烷化的苯胺三聚体、醇、硝酸盐溶液和酸性物质的混合反应体系，形成反应前驱体溶液；以基底作为工作电极组成三电极体系，并将所述基底浸置于所述反应前驱体溶液，以所述三电极体系进行电化学沉积，获得超疏水苯胺三聚体改性SiO₂杂化涂层。本发明的制备方法具有操作方便、成本低廉，环保等优点，所获涂层中苯胺三聚体和SiO₂杂化涂层具有协同作用，可以使涂层具有优异的超疏水性、耐腐蚀耐磨性能及良好屏蔽性能，可应用在建筑、化工、石油、电力、冶金、船舶、轻纺、储存、交通、航天等行业。

技术领域

本发明涉及一种苯胺三聚体改性SiO₂杂化涂层，具体涉及一种采用电沉积法制备超疏水苯胺三聚体改性SiO₂杂化涂层的方法以及其应用，属于涂层制备技术领域。

背景技术

腐蚀给金属材料造成的直接损失巨大，主要体现在两个方面。首先，经济上，有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨，占年产量的20％～40％；而且随着工业化的进程的加速，腐蚀问题日趋严重化，估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备相当于年产量的30％，造成严重的经济损失。其次，腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上，它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展、促进自然资源的损耗。金属腐蚀给国民经济和社会生活造成的严重危害已越来越为人们所认识重视。

近年来，有机硅溶胶涂层因环保及与金属间有非常优异的附着力，而成为金属防腐涂层中的一个研究热点。这种涂层既可作为铬钝化和磷化层的替代品用来对金属表面进行预处理，也可作为单独的保护层来保护金属材料。然而，由于纯SiO₂涂层的高内应力和高脆性使得难以满足某些极端环境的要求。而有机-无机杂化材料兼具了有机材料和无机材料的特性，而成为新材料的研发热点。通过改变无机、有机组分可以连续的改变材料的性质而获得所需的性能。

聚苯胺(PANI)是一种重要的导电高分子材料，但刚性结构使得其溶解性及加工性能非常差，不溶、不熔的特点使它在应用方面受到严重限制。目前改善聚苯胺溶解性能的手段主要有三种：一是向聚苯胺中掺杂与有机溶剂相容性较好的组分；二是在聚苯胺链段中引入含有亲水、推电子基团的侧链，以及在主链上通过共聚引入刚性较小的链段，从而缓解聚合物整体主链的刚性；三是缩短苯胺链段的长度，在保留聚苯胺链段中有效链段，即苯环、醌环交替结构的同时，减小聚合度，使其与溶剂的相容性大大增强。苯胺三聚体等低聚物、小分子齐聚物在保留聚苯胺电活性的同时，还具有好的溶解性能和反应活性，但低聚物、齐聚物不易成膜。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种超疏水苯胺三聚体改性SiO₂杂化涂层、其制法与应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种超疏水苯胺三聚体改性SiO₂杂化涂层的制备方法，其包括：

提供硅烷化的苯胺三聚体；

提供包含正硅酸乙酯、硅烷化的苯胺三聚体、醇、硝酸盐溶液和酸性物质的混合反应体系，形成反应前驱体溶液；

以基底作为工作电极组成三电极体系，并将所述基底浸置于所述反应前驱体溶液，以所述三电极体系进行电化学沉积，获得超疏水苯胺三聚体改性SiO₂杂化涂层。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的超疏水苯胺三聚体改性SiO₂杂化涂层。

优选的，所述涂层包括由苯胺三聚体和SiO₂形成的网状结构。

进一步的，在所述涂层中苯胺三聚体的含量为1～10wt％，尤其优选为2～8wt％。