一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法，以含8-羟基喹啉的水溶液为原料，加入苯丙乳液，加入酸或者碱，得到溶液A；将需要保护的金属除锈、除油、水洗后吹干，得到基体B；最后，将基体B浸入溶液A中进行电化学聚合，控制溶液温度在0～45℃之间，使用循环伏安法、计时电流法或者恒电位电化学法进行电沉积聚8-羟基喹啉，即可得到一层黄绿色涂层。本发明制备方法简单，合成条件可以在常态下进行，涂层合成和使用过程中皆不存在致癌物质，具有显著的经济效益和环境效益；使用循环伏安法、计时电流法或者恒电位电化学法进行电沉积聚8-羟基喹啉膜可以形成均匀、致密的涂层，有效提高金属的耐蚀性，具有良好的运用前景。
【专利说明】一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种防腐技术，特别是涉及一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂 层的制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属腐蚀给国民经济带来巨大的损失，据统计，每年由于金属腐蚀造成的钢铁损 失约占当年钢产量的10?20%。金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计 算，因此，对金属进行防腐处理是非常必要的。目前提高金属的耐蚀性主要有加隔离层和加 钝化层两种方法，但是皆存在成膜不够致密和平整的问题，从而防腐效果不佳。使用电沉积 技术在金属基体上形成一层聚合膜可以有效地改善这一问题，一方面电沉积方式如计时电 流法操作简单，容易逐步形成平整的聚合膜，另一方面，聚合物本身具有结构致密的特点， 从而能达到较好的封孔效果。其中，聚8-羟基喹啉具有合成容易、成本低、稳定性高，合成 使用过程中皆不会像聚苯胺那样产生致癌物质，因此是一种具有实用价值的聚合物防腐涂 料。聚8-羟基喹啉的防腐机理主要是简单的物理隔绝金属基底和腐蚀环境，同时起到阳 极保护作用。聚8-羟基喹啉可用化学法和电化学法合成，和前者相比，电化学法的优势在 于：（1)聚合物的形成和膜的沉积能在金属基体上快速完成，此种工艺高效，易实现自动化 生产；（2)合成过程及聚合物涂层使用过程中不涉及致癌物质，是环境友好型产品，大大降 低生产过程中废物处理的费用；（3)聚8-羟基喹啉薄膜的厚度可以通过控制电流大小、聚 合时间来控制，操作简便；(4)使用循环伏安法、计时电流法或者恒电位法合成的聚8-羟基 喹啉涂层比化学法更加致密、均匀，耐腐蚀性能更好。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种能够增强金属表面耐蚀性，具有良好的致密性的金属 表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法。
[0004] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：首先，取一定量的8-羟基喹啉、苯丙乳 液，和氢氧化钠或者醋酸配制成〇. 001?lmol/L的8-羟基喹啉溶液，调节该溶液的pH在 1?10之间，得到A溶液；其次，将光洁的金属基体B浸入溶液A中进行电化学聚合，控制 溶液温度在〇?45°C之间，使用循环伏安法、计时电流法或者恒电位电化学法进行电沉积 聚8-羟基喹啉膜。
[0005] 本发明的有益效果是：（1)方法简单，整个流程所需时间短，合成条件可以在常态 下进行，因此成本低廉，具有显著的经济效益；（2)聚合物涂层合成和使用过程中皆不存在 致癌物质，具有良好的环境效益；（3)使用循环伏安法、计时电流法或者恒电位电化学法进 行电沉积聚8-羟基喹啉膜可以形成均匀、致密的涂层，有效提高金属的耐蚀性，具有良好 的运用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1为未处理的镀镍工件⑴和电沉积聚8-羟基喹啉复合涂层的镀镍工件（2) 在电子扫描显微镜下观察到的表面形貌
[0007] 图2为未处理的镀镍工件（1)和电沉积聚8-羟基喹啉复合涂层的镀镍工件（2) 的塔菲尔测试曲线
【具体实施方式】
[0008] 下面结合实施例对本发明做进一步阐述 [0009] 实施例1 :
[0010] 取一定量的8-轻基喹啉、苯丙乳液，和氢氧化钠配制成0. 008mol/L的8-轻基喹 啉溶液（苯丙乳液质量分数为1 % )，调节该溶液的pH在为9,得到A溶液；将金属投入到 8%的酸溶液中浸泡5min除锈，使用去离子水进行水洗，再投入到1 %的氢氧化钠溶液中浸 泡2min除油，去离子水洗后吹干，得到基体B ;将基体B浸入溶液A中进行电化学聚合，在 室温下进行，使用循环伏安法，从-0. 2V扫描到0. 6V，扫描速度为50mv/s，扫描圈数为8。
[0011] 实施例2:
[0012] 取一定量的8-羟基喹啉、苯丙乳液，和醋酸配制成0. 005mol/L的8-羟基喹啉溶 液（苯丙乳液质量分数为5 % )，调节该溶液的pH在为2,得到A溶液；将金属投入到5 %的 酸溶液中浸泡5min除锈,使用蒸馈水进行水洗，再投入到5%的氢氧化钠溶液中浸泡5min 除油，去离子水洗后吹干，得到基体B ;将基体B浸入溶液A中进行电化学聚合，在室温下进 行，使用计时电流法，正阶跃电位〇. 8V，负阶跃电位-0. 06V，正阶跃时间ls，负阶跃时间ls， 重复次数20次。
[0013] 实施例3:
[0014] 取一定量的8-轻基喹啉、苯丙乳液，和氢氧化钠配制成0. 003mol/L的8-轻基喹 啉溶液（苯丙乳液质量分数为1 % )，调节该溶液的pH在为10,得到A溶液；将金属投入到 4%的酸溶液中浸泡3min除锈，使用蒸馏水进行水洗，再投入到5%的氢氧化钠溶液中浸泡 3min除油，去离子水洗后吹干，得到基体B ;将基体B浸入溶液A中进行电化学聚合，在室温 下进行，使用恒电位法，电压为〇. 5V，聚合时间：50s。
【权利要求】
1. 一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法，依次由以下步骤组成： (1) 首先，取一定量的8-羟基喹啉、苯丙乳液，和氢氧化钠或者醋酸配制成0. 001? lmol/L的8-羟基喹啉溶液，调节该溶液的pH在1?10之间，得到A溶液； (2) 其次，将光洁的金属基体B浸入溶液A中进行电化学聚合，控制溶液温度在0? 45°C之间，使用循环伏安法、计时电流法或者恒电位电化学法进行电沉积聚8-羟基喹啉 膜。
2. 根据权利要求1所述的一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法，其特 征在于：所述的含8-羟基喹啉水溶液可以是酸性或碱性。
3. 根据权利要求1所述的一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法，其特 征在于：所述的金属基体可以是铁及铁合金、铝及铝合金、铜及铜合金、镀镍工件。
4. 根据权利要求1所述的一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法，其特 征在于：在电沉积之前可以对金属进行除锈除油处理，方法是，将金属投入到1%?10%的 酸溶液中浸泡1?20min除锈，使用去离子或者蒸馏水进行水洗，再投入到1?12%的氢氧 化钠溶液中浸泡1?l〇min除油，去离子水洗后吹干，得到基体B。
5. 根据权利要求1所述的一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法，其特 征在于：所述的电化学法为循环伏安法，电压扫描范围：-1. 0V?1. 5V，扫描速度：0. 01? 0. 8v/s，扫描圈数：1?16圈。
6. 根据权利要求1所述的一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法，其特 征在于：所述的电化学法为计时电流法，正阶跃电位0?1. 5V，负阶跃电位0?-0. 5V，正阶 跃时间0. 1?10s，负阶跃时间0. 1?10s，重复次数1?200次。
7. 根据权利要求1所述的一种金属表面聚8-羟基喹啉复合防腐涂层的制备方法，其特 征在于：所述的电化学法为恒电位法，电压范围：〇?1. 5V，聚合时间：20?120s。
【文档编号】C08G61/12GK104098990SQ201310120601
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月9日 优先权日:2013年4月9日
【发明者】曾冬铭, 刘小勤, 徐钦建 申请人:中南大学