运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法与流程

本发明涉及耐腐蚀材料，具体涉及运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法。

背景技术：

1、地球七分为海洋，三分为陆地，在陆地资源开采较为完善的当今，较多的资源开发与开采方向朝向海洋，在对海洋资源的开发与开采中，一般会使用到金属制品去辅助海洋资源的开发与开采。

2、由于海水的主要成分为氯化钠，大约占比为77。8％，而且氯化钠为强电解质，极易潮解并在水中完全电离，电解为氯离子和钠离子，其中氯离子具有很强的穿透力，容易穿透金属氧化层和保护层进入金属内部，与里面的金属元素发生电化学反应，破坏金属的钝态，对金属材料造成腐蚀。而且氯离子具有一定的水合能，吸附性很强，容易吸附在金属表面的孔隙、裂缝等部位，取代保护金属氧化层中的氧，把不溶性的氧化物变成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面，从而对产品造成腐蚀；

3、不仅如此，海水中还具有大量微生物，有些微生物容易在钢铁表面附着，形成生物膜。生物膜是一个微生物群落结构，包含有好氧和厌氧细菌，随着浸水时间的增加，在金属特别是在钢结构表面，生物膜会由以好氧微生物为主体逐渐变成以厌氧微生物硫酸盐还原菌(srb)为主体，硫酸盐还原细菌(srb)能够代谢海水中的硫酸盐形成硫化氢，硫化氢易溶于水，在湿润环境中易发生电离，同时还增大了水膜的导电性，加快了电化学的反应速率，这样就使得硫化氢对钢铁腐蚀产生严重影响，导致钢铁的局部腐蚀破坏，严重的甚至导致腐蚀穿孔。

4、为了防止或减缓腐蚀，会采用缓蚀剂加入至金属物品的成品涂料中，以用来应对金属制品的盐溶液以及细菌腐蚀，现有的缓蚀剂按对电极的影响部位进行分类，分为阳极型、阴极型以及混合型，阳极型一般采用铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、钼酸盐以及磷素盐等对金属表面进行钝化处理，从而抑制阳极反应，但当浓度不足时反而会加剧金属的局部腐蚀，阴极型一般采用汞盐，去消除增加阴极反应过电位的物质，混合型一般为某些含氮、硫或者羟基的有机溶剂，能吸附在金属表面形成单分子膜，阻止水与水中溶解的氧向金属表面的扩散，上述阳极与阴极型缓蚀剂，都是与金属发生一定程度的化学反应，对金属本身造成一定影响，会去除掉金属本身的一些物质，并非从电荷方向进行抗腐蚀保护，上述混合型是在金属表面形成单分子膜，用来隔绝水与水中溶解的氧气，但当单分子膜出现破损后水中的氧气以及水依旧会对金属造成腐蚀损坏。

5、而且上述阴极型、阳极型以及混合型在生产的过程中会使用到重金属元素，重金属元素在进行生产与使用的过程中会对环境造成不利影响，不符合现有的日益增长的环境保护需求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法及应用。该漆料涂层通过制备表面带负电荷的碳量子点，一方面利用其无毒、水相且制备方便的特征作为绿色缓蚀剂，另一方面，以负电荷对海水中的负电荷同性相斥的原理，来促使海水中电解出的负电荷尽可能少的与金属制品表面接触，从而达到延缓碳钢表面的盐溶液腐蚀以及细菌腐蚀的现象。

2、为实现上述目的，本发明所述对钢材进行表面抗腐蚀处理的方法所采用的技术方案是：

3、运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于，包括:

4、s1制备碳量子点：将多元醇小分子溶于超纯水，置于微波炉内微波加热；

5、s2制备具有碳量子点的抗腐蚀涂料：选取氟碳漆并将其加入制备完成的碳量子点搅拌混合；

6、s3钢材表面涂抹：将与碳量子点混合完成的的漆料涂抹至钢材表面。

7、优选的，所述步骤s1中多元醇小分子占比为5％-10％，其余占比为超纯水。

8、优选的，所述步骤s1中有机溶剂为多元醇小分子，所述多元醇小分子包括季戊四醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇之一或多种混合。

9、优选的，所述步骤s1中微波炉功率为700w，微波时间为2-10min。

10、优选的，所述步骤s2中碳量子点含量为0.05-1.00phr。

11、优选的，所述步骤s2中碳量子点的溶液与氟碳漆混合温度为室温，搅拌速率为30-100rpm，搅拌时长为1-5min；

12、优选的，所述步骤s3中混合碳量子点的氟碳漆分为氟碳底漆与氟碳面漆，所述氟碳底漆涂抹次数为一次，所述氟碳面漆涂抹次数为两次，所述单次氟碳底漆用量为30-50phr,所述单次氟碳面漆用量为25-35phr。

13、优选的，所述步骤s3中钢材选用碳钢金属。

14、优选的，所述氟碳底漆与氟碳面漆涂抹后进行干燥，所述干燥温度为室温25℃，干燥时间为12-24h。

15、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

16、该漆料涂层通过制备表面带负电荷的碳量子点，一方面利用其无毒、水相且制备方便的特征作为绿色缓蚀剂，另一方面，以负电荷对海水中的负电荷同性相斥的原理，来促使海水中电解出的负电荷尽可能少的与金属制品表面接触，从而达到延缓碳钢表面的盐溶液腐蚀以及细菌腐蚀的现象。

技术特征：

1.运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于，包括:

2.根据权利要求1所述的运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于，所述步骤s1中多元醇小分子占比为5％-10％，其余占比为超纯水。

3.根据权利要求1所述的运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于，所述多元醇小分子包括季戊四醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇之一或多种混合。

4.根据权利要求1所述的运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于：所述步骤s1中微波炉功率为700w，微波时间为2-10min。

5.根据权利要求1所述的运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于，所述步骤s2中碳量子点含量为0.05-1.00phr。

6.根据权利要求5所述的运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于：所述步骤s2中碳量子点的溶液与氟碳漆混合温度为室温，搅拌速率为30-100rpm，搅拌时长为1-5min。

7.根据权利要求5所述的运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于：所述步骤s3中混合碳量子点的氟碳漆分为氟碳底漆与氟碳面漆，所述氟碳底漆涂抹次数为一次，所述氟碳面漆涂抹次数为两次，所述单次氟碳底漆用量为30-50phr,所述单次氟碳面漆用量为25-35phr。

8.根据权利要求1所述的运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于：所述步骤s3中钢材选用碳钢金属。

9.根据权利要求8所述的运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的方法，其特征在于：所述氟碳底漆与氟碳面漆涂抹后进行干燥，所述干燥温度为室温25℃，干燥时间为12-24h。

技术总结本发明涉及一种运用具有碳量子点的涂料进行钢材表面抗腐蚀处理的处理方法。包括制备碳量子点：将多元醇小分子溶于超纯水，置于微波炉内微波加热，制备具有碳量子点的抗腐蚀涂料：选取氟碳漆加入制备完成的碳量子点搅拌混合，钢材表面涂抹：将与碳量子点混合完成的的漆料涂抹至钢材表面，该漆料涂层通过制备表面带负电荷的碳量子点，一方面利用其无毒、水相且制备方便的特征作为绿色缓蚀剂，另一方面，以负电荷对海水中的负电荷同性相斥的原理，来促使海水中电解出的负电荷尽可能少的与金属制品表面接触，从而达到延缓碳钢表面的盐溶液腐蚀以及细菌腐蚀的现象。本发明可广泛应用于防腐蚀技术领域。技术研发人员：赵丽芳,侯雨受保护的技术使用者：珠海市澜诺新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18