防腐蚀涂层的组合物及其用途的制作方法

本公开涉及包含仿生聚合物的防腐蚀涂层及其在抑制金属的腐蚀中的用途。

背景技术：

0、背景

1、许多消费品、工业品和军用品由金属基材形成并暴露于自然环境。因此，这些金属制品经受腐蚀性环境。金属的腐蚀可导致那些制品的失效。在美国，金属的腐蚀导致每年约3千亿美元的损失。(1)例如，钢的腐蚀导致性能和工业上的巨大损失。估计每年在更换腐蚀的钢结构中消耗了钢生产的主要部分。存在对于包括新的涂层的防止腐蚀的方法的巨大需求。

2、已描述了下示式的仿生粘性聚合物聚(3,4-二羟基-苯乙烯-苯乙烯)的用途(参见美国专利第11,046,873号，其全部内容通过引用并入本文)。该仿生系统被设计为模拟由海洋贝类所产生的粘性蛋白的一些方面。利用该系统已观察到高强度粘附，包括在潮湿环境中(2，3)。

3、

4、上式意在表示约“x”个3,4-二羟基-苯乙烯单元与约“y”个苯乙烯单元的无规共聚物，而不是由聚(3,4-二羟基-苯乙烯)区域和聚苯乙烯区域组成的嵌段聚合物。该共聚物也称为聚(儿茶酚-苯乙烯)和pcs。

技术实现思路

0、概述

1、已经发现，包含聚(儿茶酚-苯乙烯)(pcs)粘性聚合物的涂层提供了意想不到的金属对腐蚀的保护。

2、金属品的表面处存在的盐和水在该表面和金属品的腐蚀中起到了必要的作用。上述的粘性聚合物系统本质上是疏水性的。相信pcs粘性聚合物的高表面粘附和高疏水性的组合限制了水和/或盐接触用该pcs粘性聚合物涂覆的金属表面的能力。当该pcs粘性聚合物用于制造表面涂层时，强的结合和疏水性提供对腐蚀(也称为锈)的有力保护。

3、在一个实施方案中，本文公开了用于抑制金属物体的腐蚀的方法，该方法包括以下步骤：使物体的表面与包含3,4-二羟基苯乙烯和苯乙烯的共聚物的溶液接触以产生第一涂层；和固化所述第一涂层以产生第二涂层，其中所述第二涂层的一侧粘附到物体的表面，且另一侧暴露于物体的环境；其中3,4-二羟基苯乙烯在所述共聚物中的重量百分比(wt％)为约20wt％至约35wt％。

4、在另一个实施方案中，本文公开的是用于金属物体的防腐蚀涂层，其包含3,4-二羟基苯乙烯和苯乙烯的共聚物，其中3,4-二羟基苯乙烯在所述共聚物中的重量百分比(wt％)为约20wt％至约35wt％。

1.一种用于抑制金属物体的腐蚀的方法，该方法包括以下步骤：使所述物体的表面与包含3,4-二羟基苯乙烯和苯乙烯的共聚物的溶液接触以产生第一涂层；和固化所述第一涂层以产生第二涂层，其中所述第二涂层的一侧粘附到所述物体的表面，且所述第二涂层的另一侧暴露于所述物体的环境；其中3,4-二羟基苯乙烯在所述共聚物中的重量百分比(wt％)为约20wt％至约35wt％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中3,4-二羟基苯乙烯在所述共聚物中的wt％为约20重量％至约30重量％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中3,4-二羟基苯乙烯在所述共聚物中的wt％为约24重量％至约26重量％。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述溶液包含一种或多种溶剂，所述溶剂选自丙酮、2-丁酮、四氢呋喃(thf)、2-甲基-四氢呋喃(2-me-thf)、碳酸二甲酯(dmc)、乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯和碳酸亚丙酯(pc)。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述溶液进一步包含增塑剂，其中所述增塑剂相对于所述共聚物的wt％为约1wt％至约20wt％。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述增塑剂选自邻苯二甲酸二烷基酯、柠檬酸三烷基-o-酰基酯和癸二酸二烷基酯。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯或癸二酸双(2-乙基己基)酯。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述增塑剂为约2.5wt％的癸二酸双(2-乙基己基)酯。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述增塑剂为5.0wt％的邻苯二甲酸二正辛酯。

10.根据权利要求4所述的方法，其中所述溶液进一步包含增塑剂，其中所述增塑剂的wt％为约1wt％至约20wt％。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯或癸二酸双(2-乙基己基)酯。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述增塑剂为约2.5wt％的癸二酸双(2-乙基己基)酯。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述增塑剂为5.0wt％的邻苯二甲酸二正辛酯。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二涂层具有以下特性中的一个或多个：

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述物体在浸入3.9％盐水溶液中24小时后具有小于5％的腐蚀。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属选自铁、钢、铝、锌、青铜、黄铜、钛、镁、锡、钴、钨、镍和铜。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属是钢。

18.一种用于金属物体的防腐蚀涂层，其包含3,4-二羟基苯乙烯和苯乙烯的共聚物，其中3,4-二羟基苯乙烯在所述共聚物中的重量百分比(wt％)为约20wt％至约35wt％。

19.根据权利要求18所述的防腐蚀涂层，其中3,4-二羟基苯乙烯在所述共聚物中的wt％为约20重量％至约30重量％。

20.根据权利要求18所述的防腐蚀涂层，其中3,4-二羟基苯乙烯在所述共聚物中的wt％为约24重量％至约26重量％。

21.根据权利要求18所述的防腐蚀涂层，其进一步包含增塑剂，其中所述增塑剂相对于所述共聚物的wt％为约1wt％至约20wt％。

22.根据权利要求21所述的防腐蚀涂层，其中所述增塑剂选自邻苯二甲酸二烷基酯、柠檬酸三烷基-o-酰基酯和癸二酸二烷基酯。

23.根据权利要求22所述的防腐蚀涂层，其中所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯或癸二酸双(2-乙基己基)酯。

24.根据权利要求23所述的防腐蚀涂层，其中所述增塑剂为约2.5wt％的癸二酸双(2-乙基己基)酯。

25.根据权利要求23所述的防腐蚀涂层，其中所述增塑剂为5.0wt％的邻苯二甲酸二正辛酯。

26.根据权利要求18所述的防腐蚀涂层，其中所述防腐蚀涂层具有以下特性中的一个或多个：

27.根据权利要求18所述的防腐蚀涂层，其中所述物体在浸入3.9％盐水溶液中24小时后具有小于5％的腐蚀。

28.根据权利要求18至27中任一项所述的防腐蚀涂层，其中所述金属选自铁、钢、铝、锌、青铜、黄铜、钛、镁、锡、钴、钨、镍和铜。

29.根据权利要求28所述的防腐蚀涂层，其中所述金属是钢。