一种硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜的制备方法
【技术领域】
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[0001]本发明属于表面处理与防腐蚀技术领域，涉及一种抑制硫酸盐还原菌腐蚀金属的复合膜，具体涉及一种以溴代甲氧基硅烷(BUTS)和3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(甜菜碱，SBMA)分子为基础在金属表面构建的硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜的制备方法。
【背景技术】
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[0002]金属与周围环境介质相互作用会使其发生腐蚀。腐蚀不仅会造成巨大的经济损失，还会带来许多灾难性事故。微生物腐蚀，由于其具有隐蔽性，容易形成点蚀等局部腐蚀，一旦发生将加速进行，很难控制，破坏性更大。硫酸盐还原菌(Sulfate-Reduc ingBacteria，简称SRB)是一种厌氧的微生物，广泛存在于土壤、海水、河水、地下管道以及油气井等缺氧环境中，能利用金属表面的有机物作为碳源，并利用细菌生物膜内产生的氢，将硫酸盐还原成硫化氢，从氧化还原反应中获得生存的能量，SRB是一个主要的腐蚀微生物，对除钛合金以外的各种金属材料都会产生腐蚀，给国民经济造成了巨大损失，所以，金属的微生物腐蚀与防护技术也是关系到国民经济发展和人民生命安全的重要研究领域。最常用的微生物腐蚀防护方法是在溶液中添加杀菌剂，通常在液相介质中使用的杀菌剂需达到一定的浓度，且在溶液中要有一定的溶解度，同时杀菌剂在溶液中的残留也会给环境带来一定的负面影响。另一种电解海水制氯也是杀菌的一种方法，其应用对应用对象有一定的要求，同时电解过程中产生的氢气还会造成金属的氢脆腐蚀。与上述方法相比，通过对金属表面进行处理，在金属表面形成一层致密的膜层，从而抑制硫酸盐还原菌的附着和腐蚀，对金属的保护不会改变金属的外观，不会进入溶液造成环境污染。中国专利CN201010531302.3名为“一种具有抗蛋白吸附性质的表面材料及其制备方法”的专利公开了通过具有双离子性质的单体分子在有机硅基体表面接枝聚合，形成一种具有抗蛋白吸附性质的表面材料，对水下材料进行保护，但其发明目的只是为了抑制海洋生物吸附船体，其基底材料仅为有机硅等。因此，金属表面膜处理技术在金属腐蚀防护领域有广阔的应用前景。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种使用环境友好，防腐蚀效果明显，且能保护金属外观的硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜的生产工艺。
[0004]为了实现上述目的，本发明涉及的硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜制备工艺步骤为:
[0005](I)、将薄板结构的铜合金试片表面依次用400、600,800、1000、1200、2000和3000目的水磨砂纸打磨，然后放在丙酮中超声清洗5分钟后用乙醇冲洗干净，得打磨铜合金试片，置于干燥器内备用；
[0006](2)、将打磨铜合金试片和ImL溴代甲氧基硅烷置于一个充满氮气的密闭的聚四氟乙烯盒子内，然后将其盒子放入130°C的烘箱中恒温加热2小时，取出盒子，自然冷却后再取出打磨铜合金试片，依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗，以除去打磨铜合金试片表面未反应完全的溴代甲氧基硅烷分子，用氮气吹干后得接枝过溴代甲氧基硅烷的打磨铜合金试片，置于干燥器内备用；
[0007](3)、在三口烧瓶中依次加入5-15mL去离子水、15-25mL甲醇、4-5g 3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐和接枝过溴代甲氧基硅烷的打磨铜合金试片，去离子水与甲醇体积比为1:2，同时通入氮气，301^11后加入400-50011^二联吡啶和200-30011^纯的溴化亚铜，室温下聚合反应24小时，反应结束后，在打磨铜合金试片表面形成红棕色的硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜。
[0008]本发明涉及的铜合金包括纯铜、BlO铜镍合金、硅黄铜和锡青铜，通过对铜合金在处理前后在硫酸盐还原菌中的腐蚀速率进行测定，计算出抑制率达92.6%。
[0009]本发明与现有技术相比，配方科学合理，制作工艺简单，保护金属外观，防腐环境友好，具有良好的抑制硫酸盐还原菌腐蚀的作用。
[0010]说明书附图:
[0011]图1为实施例1涉及的铜合金试片表面构建膜层后的红外分析图。
[0012]图2为实施例2涉及的铜合金试片表面构建膜层前后阻抗谱图。
【具体实施方式】
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[0013]下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步描述。
[0014]实施例1:
[0015]本实施例在BlO铜镍合金表面制备复合抑制膜，先将BlO铜镍合金板材加工成尺寸为10_X 1mmX 3mm的片状试样，依次用400，600，800,1000,1200，2000，3000目的水磨砂纸打磨，在丙酮中超声清洗5分钟后用乙醇冲洗，置于干燥器内备用;再将冲洗后的铜合金试片和ImL BUTS置于一个充满氮气的密闭的聚四氟乙烯盒子内，然后将其盒子放入130°C的烘箱中恒温加热2小时，取出盒子，自然冷却后取出试片，依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗，以除去试样表面未反应完全的BUTS分子，用氮气吹干试片，置于干燥器内备用；在三口烧瓶中依次加入1mL去离子水，20mL甲醇，(4.19g，15mmol)SBMA和接枝过BUTS的BlO铜镍合金试片，并且同时通入氮气，通氮气30min后加入(468mg，3mmol) 二联卩比啶和(215mg,
1.5mmol)溴化亚铜，室温下聚合反应24小时;反应结束后，BlO铜镍合金的表面呈红棕色，对得到的样品BlO铜镍合金进行红外分析，如附图1所示，其铜镍合金表面形成抑制膜，实现其硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜的制备。
[0016]实施例2:
[0017]本实施例对实施例1构建抑制膜层后BlO铜镍合金的硫酸盐还原菌腐蚀性能进行测试，选取构建膜层前后的BlO铜镍合金电极分别浸入SRB培养基溶液中，平衡后做电化学阻抗实验，实验参数如下:电化学工作站采用Autolab Hires/PGSTAT 370N FRABA，使用软件N0VA1.9采集数据，其系统频率范围为10kHz-0.0lHz，交流信号峰值为5mV，结果如附图2所示，最终计算得到缓蚀效率达到92.6 %。
【主权项】
1.一种硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜的制备方法，其特征在于其具体制备过程为:将薄板结构的铜合金试片表面依次用400、600、800、1000、1200、2000和3000目的水磨砂纸打磨，然后放在丙酮中超声清洗5分钟后用乙醇冲洗干净，得打磨铜合金试片，置于干燥器内备用；将打磨铜合金试片和ImL溴代甲氧基硅烷置于一个充满氮气的密闭的聚四氟乙烯盒子内，然后将盒子放入130°C的烘箱中恒温加热2小时，取出盒子，自然冷却后再取出打磨铜合金试片，依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗，以除去打磨铜合金试片表面未反应完全的溴代甲氧基硅烷分子，用氮气吹干后得接枝过溴代甲氧基硅烷的打磨铜合金试片置于干燥器内备用；在三口烧瓶中依次加入5-15mL去离子水、15-25mL甲醇、4-5g 3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐和接枝过溴代甲氧基硅烷的打磨铜合金试片，去离子水与甲醇体积比为1:2，同时通入氮气，30min后加入400-500mg二联吡啶和200-300mg纯的溴化亚铜，室温下聚合反应24小时结束后，在打磨铜合金试片表面形成红棕色的硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜。2.根据权利要求1所述的硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜的制备方法，其特征在于所述的铜合金包括纯铜、BI O铜镍合金、硅黄铜和锡青铜。
【专利摘要】本发明属于表面处理与防腐蚀技术领域，涉及一种硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜的制备方法，将打磨铜合金试片和1mL溴代甲氧基硅烷置于一个充满氮气的聚四氟乙烯盒子内，然后将盒子放入130℃的烘箱中恒温加热2小时，取出打磨铜合金试片，依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗，在三口烧瓶中依次加入去离子水、甲醇、3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐和接枝过溴代甲氧基硅烷的打磨铜合金试片，同时通入氮气，加入二联吡啶和纯的溴化亚铜，24小时后，在打磨铜合金试片表面形成红棕色的硫酸盐还原菌腐蚀抑制膜；其配方科学合理，制作工艺简单，保护金属外观，防腐环境友好，具有良好的抑制硫酸盐还原菌腐蚀的作用。
【IPC分类】C08F220/38, C08F292/00
【公开号】CN105622870
【申请号】CN201610137105
【发明人】许凤玲, 蔺存国, 杨家东
【申请人】中国船舶重工集团公司第七二五研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月11日