一种包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球及其制备和应用的制作方法

本发明涉及材料制备技术领域，具体地说是一种包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球及其制备和应用。

背景技术：

近年来，由于社会工业化程度越来越高，对环境造成了很大的危害，环保问题越来越成为人们关注的问题。在防腐蚀涂料领域，溶剂型体系由于其良好的防腐蚀性能、高耐候、以及优良的耐久性一直处于垄断地位。然而其中大量有挥发性的化合物挥发到空气中会对环境造成严重的破坏并且危害人体健康。因此，将涂料水性化得到了广泛的关注。然而水性化的涂料由于具备亲水分子并且交联度低造成了其防水性能差、防腐蚀性能弱的问题。如何在环保的前提下提高水性涂料的防腐蚀性能，成为很多团队的研究重点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球及其制备和应用。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球，微球为由海藻酸钠内部包覆覆缓蚀剂，形成内部包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球；其中，海藻酸钠微球粒径20-30um。

包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球的制备方法所述海藻酸钠微球的制备：

1)海藻酸钠溶液：将海藻酸钠、缓蚀剂、碳酸钙和去离子水按照1-2:0.1-0.3：0.1-0.4:95-99的质量比混合，随之搅拌12-24小时，待用；

2)液体石蜡与乳化剂混合液：将乳化剂和液体石蜡按照1-3：100的体积比混合，随之搅拌6-8小时；

3)按照1:10-20的体积比，将步骤1)海藻酸钠溶液滴入到步骤2)添加乳化剂的液体石蜡中，搅拌乳化15-20min，得海藻酸钠液体石蜡混合液；

4)将乙酸溶液与上述海藻酸钠液体石蜡混合液按照2-4:100的体积比将其逐滴加入到至中，搅拌老化5-7小时，离心、洗涤、干燥即得粒径20-30um的包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球。

所述步骤4)老化反应后离心收集沉淀分别用石油醚、异丙醇多次洗涤海藻酸钠微球，清洗完成后，置于真空烘箱中，进行25-35℃烘干。

所述步骤1)中海藻酸钠、缓蚀剂、碳酸钙和去离子水按照2:0.2:0.3:98的质量比混合；

所述步骤4)将乙酸溶液按照3:100的体积比加入到海藻酸钠液体石蜡混合液中。

所述乳化剂选用山梨糖醇酐油酸酯、十二烷基硫酸钠、失水山梨醇脂肪酸酯、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或两种以上；

所述缓蚀剂选用植酸钠、酒石酸钠、钼酸钠中的一种或两种以上。

一种包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球的应用，所述包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球作为涂料中添加剂的应用。

所述包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球与水性涂料按照0.03-0.07:1的质量比例搅拌混合，作为高防腐蚀性能水性涂料。

所述水性涂料为水性丙烯酸树脂、聚氨酯水性涂料、水溶醇酸树脂中的一种。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明利用w/o型内源乳化法制备的海藻酸钠微球具有粒径均一、比表面积大等优良特点。制备过程中利用碳酸钙和乙酸反应生成的无毒的乙酸钙作为交联剂，在保证海藻酸钠微球形貌的前提下，达到了绿色环保的目的。当涂层产生裂缝，有水分子渗入时，包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球引发水敏破裂，释放缓蚀剂，并且形成凝胶状态。释放的缓蚀剂吸附在金属表面，阻止金属的腐蚀，形成的海藻酸钠凝胶则填补涂层的孔隙达到了改善涂层防腐蚀性能的目的。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的海藻酸钠微球的sem图。

图2为本发明实施例2提供的海藻酸钠微球的sem图。

图3为本发明实施例3提供的海藻酸钠微球的sem图。

图4.1为将未添加海藻酸钠微球的水性涂料涂覆到铜电极表面后浸泡在模拟海水中的eis图(未添加微球涂层阻抗变化的电化学阻抗谱)。

图4.2为将添加了海藻酸钠微球的水性涂料涂覆到铜电极表面后浸泡在模拟海水中的eis图(添加微球后涂层阻抗变化的电化学阻抗谱)。

具体实施方式

通过具体实施实例对本发明做进一步说明。

本发明为解决水性涂料防腐蚀性能低、耐久性差的问题，制备了包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球。该方法制备的海藻酸钠微球粒径为20-30um。随后，按照一定比例添加到水性涂料中涂覆于金属表面。当涂层产生裂缝，有水分子渗入时，包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球引发水敏破裂，释放缓蚀剂，并且形成凝胶状态。释放的缓蚀剂吸附在金属表面，阻止金属的腐蚀，形成的海藻酸钠凝胶则填补涂层的孔隙，达到了绿色环保、改善涂层防腐蚀性能、提高水性涂层服役时间的目的。

实施例1

1.包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球制备：将2g海藻酸钠、0.2g酒石酸钠、0.3g碳酸钙和98g去离子水混合，随之搅拌24小时；将2ml山梨糖醇酐油酸酯和100ml液体石蜡混合，随之搅拌6小时。用5ml的注射器将10ml海藻酸钠溶液逐滴加入到100ml含有山梨糖醇酐油酸酯的液体石蜡中，搅拌乳化20min。随后加入3.3ml乙酸溶液，搅拌老化6小时。随之将混合液离心，并分别用石油醚、异丙醇多次洗涤海藻酸钠微球，清洗完成后，置于真空烘箱中，进行30℃烘干，即得包覆缓蚀剂酒石酸的海藻酸钠微球(参见图1)。

由图1可见制备的海藻酸钠微球粒径均一约为20-30um。

2.将包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球与水性聚丙烯酸酯涂料按照0.05:1的比例搅拌混合，制得高防腐蚀性能水性涂料。

将上述获得高防腐蚀性能水性涂料涂覆于铜电极表面，而后浸泡在模拟海水中；同时采用不添加海藻酸钠微球的水性聚丙烯酸酯涂料作为对照(参见图4.1和4.2)。

由图4可见不添加海藻酸钠微球的水性涂料随着浸泡时间的延长阻抗逐渐降低；而添加了上述实施例获得海藻酸钠微球的水性涂料随着浸泡时间的延长阻抗逐渐增大，防腐蚀性能增强，解决了水性涂层防腐蚀性能差的缺陷，增加了涂层的耐久性。

实施例2：

1.包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球制备：将2g海藻酸钠、0.1g酒石酸钠、0.2g碳酸钙和97.5g去离子水混合，随之搅拌24小时；将1ml失水山梨醇脂肪酸酯和100ml液体石蜡混合，随之搅拌6小时。用5ml的注射器将5ml海藻酸钠溶液逐滴加入到100ml含有失水山梨醇脂肪酸酯的液体石蜡中，搅拌乳化20min。随后加入2.5ml乙酸溶液，搅拌老化5小时。随之将混合液离心，并分别用石油醚、异丙醇多次洗涤海藻酸钠微球，清洗完成后，置于真空烘箱中，进行25℃烘干，即得包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球(参见图2)。

由图2可见制备的海藻酸钠微球形貌完整、粒径均一。

2.将包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球与水性聚氨酯涂料按照0.03:1的比例搅拌混合，制得高防腐蚀性能水性涂料。

实施例3：

1.包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球制备：将2g海藻酸钠、0.3g酒石酸钠、0.4g碳酸钙和98.5g去离子水混合，随之搅拌24小时；将1.5ml十二烷基硫酸钠和100ml液体石蜡混合，随之搅拌6小时。用5ml的注射器将7ml海藻酸钠溶液逐滴加入到100ml含有十二烷基硫酸钠的液体石蜡中，搅拌乳化20min。随后加入4ml乙酸溶液，搅拌老化7小时。随之将混合液离心，并分别用石油醚、异丙醇多次洗涤海藻酸钠微球，清洗完成后，置于真空烘箱中，进行35℃烘干，即得包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球(参见图3)。由图3可见制备的海藻酸钠微球形貌完整、粒径均一。

2.将包覆缓蚀剂的海藻酸钠微球与水溶性醇酸树脂涂料按照0.06:1的比例搅拌混合，制得高防腐蚀性能水性涂料。