[发明专利]一种双重响应型埃洛石纳米容器的制备方法和应用

说明书

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种双重响应型埃洛石纳米容器的制备方法和应用，本发明制备方法为通过真空吸附以及层层自组装技术，使聚电解质不断在HNT表面进行交替沉积吸附，进而将缓蚀剂吸附到电解质层间，可明显提高HNT对缓蚀剂的吸附量；本发明所制得的负载有缓蚀剂的埃洛石纳米容器具有温度与pH响应的双重响应机制，在改变环境pH或者温度下，可自动释放出带有修复作用的缓蚀剂，实现自我修复。本发明制得埃洛石纳米容器应用于制备涂料，所制得的涂料涂覆于金属片可提高金属片的耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种双重响应型埃洛石纳米容器的制备方法和应用。

背景技术

埃洛石纳米管，简称HNTs(Halloysite nanotubes)，是一种存在于自然的无机中空材料、结构类似碳纳米管管状结构的硅铝复合材料，内部腔面是由带正电的氧化铝组成，而外部表面是由带负电荷的硅氧烷组成，利用这种特性可以将带负电荷的离子吸附在纳米管内腔，而带正电荷离子吸附在纳米管外表面。通常埃洛石具有纳米级别内空腔约为15nm至20nm，管外径约为50nm，长度约为100nm至1000nm，比表面积约为65m²/g、较高的吸附性和较强的热稳定性等特点，且铝氧八面体结构和硅氧四面体结构不一样，使得管内外表面所正、负带的电荷不相同，可通过化学酸刻蚀来调控内腔的尺寸，提高对缓蚀剂和其他活性物质的储存能力，埃洛石纳米管作为在自然界容易获取，成本低作用大的优点，已经成为纳米载体封装缓蚀剂国外金属防腐技术研究的重要热点。

现有技术中，对于埃洛石的负载改性往往着重于提高其耐磨性、耐腐蚀性上，而未见有对温度和pH具有双重响应机制研究的报道。

发明内容

针对现有技术埃洛石响应机制存在的问题，本发明提供一种双重响应型埃洛石纳米容器的制备方法和应用，所制得的负载有缓蚀剂的埃洛石纳米容器具有温度与pH响应的双重响应机制，在改变环境pH或者温度下，可自动释放出带有修复作用的缓蚀剂，实现自我修复。

第一方面，本发明提供一种双重响应型埃洛石纳米容器制备方法，包括如下步骤：

(1)将HNT焙烧，投入缓蚀剂溶液中，搅拌，并在超声下分散，抽真空，将缓蚀剂转载到HNT内腔，恢复大气压后得悬浮液，离心、洗涤、烘干得产品A；

(2)将产品A加入中阳离子聚电解质溶液中搅拌，离心、洗涤得产品B；

(3)将产品B加入阴离子聚电解质溶液中搅拌，离心、洗涤得产品C；

(4)将产品C加入到正电荷缓蚀剂溶液中搅拌，离心、洗涤得产品D；

(5)将产品D加入到阴离子聚电解质溶液中搅拌，离心、洗涤得成品。

进一步的，步骤(1)中缓蚀剂为BTA(苯并三唑)，BTA在HNT内腔负载量为HNT重量的1.65％。

进一步的，步骤(2)中阳离子聚电解质为PEI(聚醚酰亚胺)，HNT与PEI的重量比为2:3。

进一步的，步骤(3)中阴离子聚电解质为聚苯乙烯磺酸钠(PSS)。

进一步的，步骤(5)中阴离子聚电解质为丙烯酸与异丙基丙烯酰胺的共聚物。

进一步的，步骤(4)中正电荷缓蚀剂为BTA。

第二方面，本发明提供一种双重响应型埃洛石纳米容器的应用，具体为，在制备防腐蚀涂料中的应用。

进一步的，制备防腐蚀涂料的方法为：将制得的双重响应型埃洛石纳米容器与环氧树脂、稀释剂、聚酰胺树脂混合，研磨后所得。

进一步的，所述稀释剂为丙酮。

进一步的，埃洛石纳米容器、环氧树脂、稀释剂、聚酰胺树脂的用量比为0.03:2:2:1。