Page 103 - 腐蚀与防护2024年第十一期

沈天立, 等: 金属表面自预警涂层的制备与性能研究进展

械共混、 熔融共混等物理方式直接添加到涂层基质 备过程较为繁琐。
中 [ 14 ] 。该方法步骤简单、 易于操作, 是开发腐蚀自 EXBRAYAT 等 [ 26 ] 先将罗丹明 B 衍生物封装
预警荧光涂层的最简单方法, 但在许多情况下, 荧光 在介孔二氧化硅纳米容器中, 再将其分散液涂覆在
分子和涂层组分之间可能产生不利的作用导致荧光 不锈钢基体上, 用溶解在乙醇中的聚乙烯醇 - 共聚

变化过早发生, 并改变涂层的理化性能。 物 - 醋酸乙烯酯作为黏合剂再涂一层, 室温下干燥

针对钢基体, AUGUSTYNIAK 等 [ 15 ] 以 1.5% 1h可得聚合物 / 纳米传感器复合涂层, 该涂层厚度

( 质量分数, 下同) 的螺环[ 1H- 异吲哚 -1 , 9'- [ 9H ] 约为1.5 μ m 。
呫吨] -3 ( 2H ) -酮, 3' , 6'- 双( 二乙基氨基) -2- [( 1- 甲 WANG 等 [ 27 ] 使用聚( 二乙烯基苯) - 接枝聚( 二
基亚乙基) 氨基]( FD1 ) 作为荧光探针, 将其溶解在 乙烯基苯 - 共甲基丙烯酸) 微球作为纳米容器, 以香
甲苯中, 再与环氧树脂混合, 将其涂抹在经过预处理 豆素作为荧光探针、 苯丙三氮唑( BTA ) 作为缓蚀

的不锈钢表面, 固化后得到自预警涂层。结果表明, 剂, 与纳米微球一同加入到乙腈溶剂中, 70 ℃ 下搅

该涂层可实现腐蚀过程对二价铁离子的早期预警功 拌24h , 然后在30℃真空条件下搅拌去除乙腈, 洗

能。 ROSHAN 等 [ 16 ] 用8- 羟基喹啉作为荧光探针溶 涤、 干燥后得到白色粉末; 然后将其与环氧树脂与固
解在混合溶剂( 50%二甲苯、 25%甲苯、 10%甲基乙 化剂混合均匀, 再将碳钢 Q235浸入其中, 取出后在

基酮、 10%正丁醇和 5% 乙二醇) 中, 再加入到环氧 30℃下固化6h , 得到自预警涂层。

树脂和固化剂中混合均匀, 将其涂抹、 固化在碳素钢 LIU 等 [ 28 ] 以介孔二氧化硅纳米颗粒( MSN ) 为
表面形成自预警涂层。 纳米容器, 以1 , 10- 邻菲罗啉( Phen ) 为荧光探针, 制
针对铝合金基体, SIBI 等 [ 17 ] 利用荧光镓试剂与 备了自预警涂层。具体过程如下: 将 MSN 与 Phen

铝离子的荧光反应, 将其溶解于二甲苯和丙酮的混 的乙醇溶液混合, 减压搅拌5h后离心分离; 将壳聚
合物中, 再将该混合物加入环氧树脂 / 聚酰胺溶液 糖( CS ) 和三聚磷酸钠( TPP ) 溶液依次加入负载的
中, 充分混合后, 用拉拔棒将树脂溶液涂抹在被处理 介孔二氧化硅纳米容器( MSN-Phen ) 悬浮液中, 使
过的铝合金表面, 室温下固化 2 周, 可得厚度为 壳聚糖 - 三聚磷酸钠( CS-TPP ) 配合物沉积在 MSN-

20~40 μ m 的自预警涂层。 LIU 等 [ 18 ] 将香豆素与 Phen表面; 离心收集 CS包封的介孔二氧化硅纳米
环氧树脂、 固化剂混合, 喷涂在铝合金薄板上, 室温 颗粒( MSN-Phen@CS ), 并用蒸馏水洗涤 3 次; 于

下干燥24h , 得到厚度约为 40 μ m 的自预警涂层。 50℃条件下干燥得到纳米荧光传感器; 在环氧乳液
LI 等 [ 19 ] 以苯基荧光酮为荧光探针, 将其与丙烯酸 中加入该传感器( 2% ), 加入硬化剂搅拌30min形

混合后均匀喷涂在铝合金上, 制得自预警涂层。 成混合物; 将该混合物涂在低碳钢表面, 固化后制得
1.2 微纳米容器包封荧光探针 / 显色剂再添加到涂 自预警涂层。

层基质中 WANG 等 [ 29 ] 以 3' , 6'- 双 ( 二乙氨基) -2- {[( 2-
微纳米容器通常是指具有微纳米尺寸并能够存 羟基苯基) 亚甲基] 氨基} 螺[ 1H- 异吲哚 -1 , 9'- ( 9H )
储、 释放目标物质的复合材料, 一般具有核壳结构或 氧杂蒽] -3 ( 2H ) - 酮( RHS ) 为荧光探针, 以锌基金属 -
双层结构 [ 20 ] 。典型的微纳米容器主要包括埃洛石 有机框架材料 ZIF-8 为纳米容器, 通过将 RHS 和

纳米管( HNT ) , 介孔二氧化硅 [ 22 ] , 类双层氢氧化 ZIF-8加入甲苯中搅拌24h后过滤并用乙醇洗涤,
[ 21 ]
物( LDHs ) 和分子筛 [ 24 ] 等。荧光探针是指在紫 制得纳米荧光传感器; 然后, 将 RHS@ZIF-8均匀混
[ 23 ]
外 - 可见 - 近红外区有特征荧光, 并且其荧光性质( 激 合于环氧树脂与固化剂中, 再将混合物涂抹在铜合

发和发射波长、 强度、 寿命、 偏振等) 可随荧光探针所 金表面, 80℃条件下固化制得自预警涂层。
处环境的性质如极性、 折射率、 黏度等改变而灵敏改 GALVÃO 等 [ 30 ] 以酚酞( PhPh ) 作为显色指示
变的一类荧光性分子 [ 25 ] 。显色剂指一种物质与另 剂, 以介孔二氧化硅纳米颗粒作为纳米容器, 通过微
一种物质混合时能发生特定显色反应( 一般为络合 乳液法完成显色指示剂的封装, 制得纳米传感器; 并
反应) 的物质。将微纳米容器包封荧光探针 / 显色剂 以丙烯酸聚氨酯作为涂层基质, 向其中加入纳米传
再添加到涂层基质中可以防止荧光探针 / 显色剂与 感器和硬化剂, 混合后涂覆在经过预处理的铝合金
涂层基质直接接触, 有效减少因荧光分子和涂层组 表面, 固化后制得自预警涂层。
分之间不利的相互作用导致的过早荧光, 缺点是制 ZHENG等 [ 31 ] 以结晶紫内酯( CVL ) 作为机械触

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