一种ZIF-8@PDA智能纳米容器的制备方法、产品及应用

本发明涉及金属涂层，特别是涉及一种zif-8@pda智能纳米容器的制备方法、产品及应用。

背景技术：

1、镁合金往往容易受到腐蚀，目前最有效且使用最广泛的保护方法是表面涂层。在表面涂层中，环氧涂层被广泛研究和应用于镁合金的防腐蚀。环氧涂层可以形成一层致密且紧密附着在镁合金表面的薄膜，有效地隔绝了氧、水和其他化学物质的侵蚀，从而提供了良好的防腐蚀性能。但是由于环氧树脂固化过程中体积收缩或释放挥发物，容易导致内部产生应力和空隙，进而形成细孔。构建具有防腐自修复功能的智能涂层是阻止腐蚀介质侵入涂层的一个有效策略。根据文献报道，有机金属框架材料(mofs)材料由于其内部的孔隙结构，可以吸附和储存有害物质，如水分、氧气和化学物质，从而减缓或阻止腐蚀反应的进行。zif-8是由金属锌离子和咪唑配体组成的沸石咪唑酯骨架结构材料。除了具有mofs材料的一般优点外，它受ph影响较大，在酸性或碱性条件下可发生水解，可用于控制释放添加到涂层中的防腐剂或其他功能性物质，实现缓慢释放和持久的保护效果，已经被科研工作者作为智能纳米容器应用到环氧涂层中。同时也据文献报道，2-甲基咪唑(zif-8的配体)可以通过咪唑环引发环氧开环聚合，从而加速环氧涂层的固化。然而zif-8是一种脆性材料，其强度和韧性相对较低，将zif-8作为添加剂直接加入到环氧涂层中时，zif-8纳米颗粒与环氧树脂界面相容性差，会削弱涂层的机械性能，从而影响其整体稳定性和腐蚀耐久性。

2、因此，提供一种在zif-8表面原位包覆聚多巴胺(pda)，即为zif-8@pda智能纳米容器，以改善与环氧树脂相容性，从而进一步提高环氧涂层的稳定性和防腐性能，对于镁合金涂层技术领域具有重要意义。

技术实现思路

1、基于上述内容，本发明提供一种zif-8@pda智能纳米容器的制备方法、产品及应用。本发明通过在不改变zif-8形貌基础上，在其表面原位聚合构建一个均匀、致密、完整且不透水的屏障层——pda附着层，以提高zif-8在环氧涂层中的界面相容性和分散稳定性，进而阻止氧、水分和有害离子等腐蚀介质进入金属表面，具有主动和被动防腐双重优势，以阻止或减缓镁合金腐蚀的发生。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明技术方案之一，一种zif-8@pda智能纳米容器的制备方法，包括以下步骤：

4、将zif-8纳米颗粒溶解于有机溶剂中得到zif-8溶液；

5、将盐酸多巴胺溶解于缓冲溶液中，得到盐酸多巴胺溶液；

6、将所述盐酸多巴胺溶液加入到所述zif-8溶液中搅拌，得到所述zif-8@pda智能纳米容器。

7、本发明技术方案之二，一种根据上述的制备方法制备得到的zif-8@pda智能纳米容器，覆聚多巴胺的包覆量占zif-8质量的15％～25％。

8、本发明技术方案之三，上述的zif-8@pda智能纳米容器在环氧涂层中的应用。

9、本发明技术方案之四，一种环氧涂层，原料包括上述的zif-8@pda智能纳米容器和环氧树脂。

10、本发明技术方案之五，一种提高环氧涂层防腐性能的方法，向环氧涂层中添加占环氧树脂质量0.5％～1.5％的上述的zif-8@pda智能纳米容器。

11、本发明公开了以下技术效果：

12、本发明通过盐酸多巴胺自聚合原位包覆在zif-8上制备了zif-8@pda智能纳米容器；zif-8@pda材料具有高效防腐、可控释放和环保可持续等优点，在防腐领域有着广阔的应用前景。

13、本发明通过将zif-8@pda智能纳米容器添加到环氧涂层中，提高了环氧涂层的防腐蚀自修复性能。

技术特征：

1.一种zif-8@pda智能纳米容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的zif-8@pda智能纳米容器的制备方法，其特征在于，所述zif-8溶液中zif-8的浓度为1～5mg/ml。

3.根据权利要求1所述的zif-8@pda智能纳米容器的制备方法，其特征在于，所述盐酸多巴胺溶液中盐酸多巴胺的浓度为5～15mg/ml。

4.根据权利要求1所述的zif-8@pda智能纳米容器的制备方法，其特征在于，所述zif-8纳米颗粒与所述盐酸多巴胺的质量比为1:1。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法制备得到的zif-8@pda智能纳米容器，其特征在于，覆聚多巴胺的包覆量占zif-8质量的15％～25％。

6.如权利要求5所述的zif-8@pda智能纳米容器在环氧涂层中的应用。

7.一种环氧涂层，其特征在于，原料包括权利要求5所述的zif-8@pda智能纳米容器和环氧树脂。

8.根据权利要求7所述的环氧涂层，其特征在于，所述zif-8@pda智能纳米容器的添加量占所述环氧树脂质量的0.5％～1.5％。

9.根据权利要求7所述的环氧涂层，其特征在于，原料还包括固化剂；所述固化剂占所述环氧树脂质量的50％。

10.一种提高环氧涂层防腐性能的方法，其特征在于，向环氧涂层中添加占环氧树脂质量0.5％～1.5％的权利要求5所述的zif-8@pda智能纳米容器。

技术总结本发明涉及金属涂层技术领域，特别是涉及一种ZIF‑8@PDA智能纳米容器的制备方法、产品及应用。本发明ZIF‑8@PDA智能纳米容器的制备方法包括以下步骤：将ZIF‑8纳米颗粒溶解于有机溶剂中得到ZIF‑8溶液；将盐酸多巴胺溶解于缓冲溶液中，得到盐酸多巴胺溶液；将所述盐酸多巴胺溶液加入到所述ZIF‑8溶液中搅拌，得到所述ZIF‑8@PDA智能纳米容器。本发明通过向环氧涂层中添加占环氧树脂0.5wt.％～1.5wt.％的ZIF‑8@PDA智能纳米容器来提高环氧涂层防腐自修复性能。本发明ZIF‑8@PDA智能纳米容器材料具有高效防腐、可控释放和环保可持续等优点，在防腐领域有着广阔的应用前景。技术研发人员：雍奇文,谢治辉,余孝梦,徐丹受保护的技术使用者：西华师范大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18