一種銅合金表面緩蝕自組裝膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬防腐蝕材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種銅合金表面緩蝕自組裝膜的制備方法，先將銅合金表面依次用400、600、800、1000、1200、2000和3000目水磨砂紙打磨，在丙酮溶液中超聲清洗后用乙醇沖洗，得到?jīng)_洗后的銅合金；然后將沖洗后的銅合金放入除氧的4-10mmol/L的硫醇乙醇溶液中，在室溫下浸泡8-16小時(shí)，取出后用乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈桑吹玫姐~合金表面緩蝕自組裝膜；其制備工藝簡(jiǎn)單，原理科學(xué)易行，穩(wěn)定性好，可靠性高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，用于海水及鹽酸鹽、硫酸鹽等溶液中銅合金的腐蝕抑制，有效抑制銅合金基體的腐蝕，延長(zhǎng)使用壽命，降低腐蝕帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，環(huán)境友好。
【專利說(shuō)明】一種銅合金表面緩蝕自組裝膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于金屬防腐蝕材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種銅合金表面緩蝕自組裝膜的制備方法，以烷基硫醇及其衍生物作為自組裝分子在銅合金基體上形成一層致密的分子膜，顯著提高銅合金在海水中的耐腐蝕性能。
【背景技術(shù)】:
[0002]金屬與周?chē)h(huán)境介質(zhì)相互作用會(huì)使其發(fā)生腐蝕，腐蝕不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)帶來(lái)許多災(zāi)難性事故。所以，金屬腐蝕與防護(hù)技術(shù)是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命安全的重要研究領(lǐng)域。傳統(tǒng)的腐蝕防護(hù)方法存在一定的局限性，例如，金屬的磷化處理工藝會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染；涂層保護(hù)容易產(chǎn)生小孔和缺陷，進(jìn)而可能引起更為劇烈的局部腐蝕；通常在液相介質(zhì)中使用的緩蝕劑則需達(dá)到一定的濃度，且在溶液中要有一定的溶解度，同時(shí)緩蝕劑在溶液中的殘留也會(huì)給環(huán)境帶來(lái)一定的影響。與傳統(tǒng)方法相比，自組裝膜是自發(fā)的化學(xué)吸附過(guò)程，成膜致密有序，且自組裝成膜不受金屬基底形狀限制，對(duì)金屬的保護(hù)不會(huì)改變金屬的外觀，不會(huì)進(jìn)入溶液造成環(huán)境污染，自組裝膜技術(shù)在金屬腐蝕防護(hù)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。因此，尋求一種銅合金表面自組裝膜提高銅合金在海水中的耐腐蝕性能，具有廣闊和開(kāi)發(fā)前景和經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】
: [0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，針對(duì)常用的防腐方法存在的缺陷及常用的無(wú)機(jī)鹽金額有機(jī)緩蝕劑的毒副作用或使水體富營(yíng)養(yǎng)化、環(huán)境友好性差問(wèn)題，提出一種銅合金表面自組裝膜的制備方法，以烷基硫醇及其衍生物作為自組裝分子在銅合金基體上形成一層致密的分子膜，顯著提高銅合金在海水中的耐腐蝕性能。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體制備工藝過(guò)程為:
[0005](I)、將銅合金表面依次用400、600、800、1000、1200、2000和3000目水磨砂紙打
磨，在分析純丙酮溶液中超聲清洗5分鐘后用分析純乙醇沖洗，得到?jīng)_洗后的銅合金；
[0006](2)、將沖洗后的銅合金放入除氧的4-10mmol/L的硫醇乙醇溶液中，在室溫下浸泡8-16小時(shí)，取出后用乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈?，即得到銅合金表面緩蝕自組裝膜。
[0007]本發(fā)明涉及的銅合金包括純銅、白銅、黃銅和青銅。
[0008]本發(fā)明涉及的硫醇包括十二烷基硫醇(分子式=CH3(CH2)11SH)、十七氟烷基硫醇(分子式=CF3(CF2)7(CH2)2SH)和端羥基烷基硫醇(分子式:H0 (CH2) nSH)。
[0009]本發(fā)明制備的銅合金表面緩蝕自組裝膜能抑制銅合金在天然海水、氯化鈉和硫酸鹽溶液中的腐蝕，通過(guò)對(duì)銅合金在組裝前后在海水中的腐蝕速率進(jìn)行測(cè)定得到抑制率高達(dá)99%。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其制備工藝簡(jiǎn)單，原理科學(xué)易行，穩(wěn)定性好，可靠性高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，用于海水及鹽酸鹽、硫酸鹽等溶液中銅合金的腐蝕抑制，有效抑制銅合金基體的腐蝕，延長(zhǎng)使用壽命，降低腐蝕帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，環(huán)境友好?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】:
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的自組裝膜表面硫元素的EDS分析圖。
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的自組裝膜表面氟元素的EDS分析圖。
[0013]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2涉及的白銅表面組裝前后的阻抗譜圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0014]下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1:白銅表面十七氟烷基硫醇自組裝膜的制備
[0016]本實(shí)施例取6塊Icm2表面的白銅試片，其中2塊用環(huán)氧樹(shù)脂封裝成只保留Icm2表面的電極用于電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，4塊用于表面成分及形貌觀察，上述試片和電極表面依次經(jīng)400、600、800、1000、1200、2000、3000目水磨砂紙打磨，在丙酮溶液中超聲清洗5分鐘再用乙醇沖洗后放入除氧的lOmmol/L的十七氟烷基硫醇乙醇溶液中，室溫下浸泡16小時(shí)，取出后乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈桑吹玫桨足~表面自組裝十七氟烷基硫醇膜；對(duì)白銅表面自組裝十七氟烷基硫醇膜表面進(jìn)行EDS分析，得到的硫元素與氟元素分析圖分別如圖1和2所示。
[0017]實(shí)施例2:白銅表面自組裝十七氟烷基硫醇膜耐蝕性能測(cè)試
[0018]本實(shí)施例取實(shí)施例1制備的白銅表面自組裝十七氟烷基硫醇膜的電極與未組裝膜的對(duì)比電極分別浸入天然海水中浸泡，平衡后做電化學(xué)阻抗實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下:電化學(xué)工作站采用Autolab Hire s/PGSTAT370N FRABA,使用軟件N0VA1.9采集數(shù)據(jù)，其系統(tǒng)頻率范圍為10kHz-0.01Hz，交流激勵(lì)信號(hào)峰值為5mV，結(jié)果如圖3所示，最終計(jì)算得到自組裝十七氟烷基硫醇膜的電極緩蝕效率達(dá)到99%。
[0019]實(shí)施例3:白銅表面自組裝十二烷基硫醇膜的制備及耐蝕性能測(cè)試
[0020]本實(shí)施例采用與實(shí)施例1相同的制備方法，用十二烷基硫醇代替十七氟烷基硫醇乙醇溶液，制備得到白銅表面自組裝十二烷基硫醇膜，取自組裝十二烷基硫醇膜的電極與未組裝膜的對(duì)比電極分別浸入天然海水中浸泡，平衡后做電化學(xué)極化曲線實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下:電化學(xué)工作站采用Autolab Hires/PGSTAT370NFRABA,使用軟件N0VA1.9采集數(shù)據(jù)，掃描范圍-0.50~0.50V(vs.0CP)，掃描速率為0.33mV/s,計(jì)算得到自組裝十二烷基硫醇膜的電極緩蝕效率為94 %。
【權(quán)利要求】
1.一種銅合金表面緩蝕自組裝膜的制備方法，其特征在于具體制備工藝過(guò)程為: (1)、將銅合金表面依次用400、600、800、1000、1200、2000和3000目水磨砂紙打磨，在分析純丙酮溶液中超聲清洗5分鐘后用分析純乙醇沖洗，得到?jīng)_洗后的銅合金； (2)、將沖洗后的銅合金放入除氧的4-lOmmol/L的硫醇乙醇溶液中，在室溫下浸泡8-16小時(shí)，取出后用分析純乙醇沖洗，氮?dú)獯蹈?，即得到銅合金表面緩蝕自組裝膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅合金表面緩蝕自組裝膜的制備方法，其特征在于所述銅合金包括純銅、白銅、黃銅和青銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅合金表面緩蝕自組裝膜的制備方法，其特征在于所述硫醇包括分子式為CH3 (CH2) nSH的十二烷基硫醇、分子式為CF3 (CF2) 7 (CH2) 2SH的十七氟烷基硫醇和分子式為HO(CH2)11SH的端羥基烷基硫醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅合金表面緩蝕自組裝膜的制備方法，其特征在于制備的銅合金表面緩蝕自組裝膜能抑制銅合金在天然海水、氯化鈉和硫酸鹽溶液中的腐蝕，通過(guò)對(duì)銅合金在組裝前后在海水中的腐蝕速率進(jìn)行測(cè)定得到抑制率高達(dá)99%。
【文檔編號(hào)】C23F11/16GK104032306SQ201410276016
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】許鳳玲, 楊家東, 藺存國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所