一種硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于表面處理與防腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抑制硫酸鹽還原菌腐蝕金屬的復(fù)合膜，具體涉及一種以溴代甲氧基硅烷(BUTS)和3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽(甜菜堿，SBMA)分子為基礎(chǔ)在金屬表面構(gòu)建的硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]金屬與周圍環(huán)境介質(zhì)相互作用會使其發(fā)生腐蝕。腐蝕不僅會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會帶來許多災(zāi)難性事故。微生物腐蝕，由于其具有隱蔽性，容易形成點(diǎn)蝕等局部腐蝕，一旦發(fā)生將加速進(jìn)行，很難控制，破壞性更大。硫酸鹽還原菌(Sulfate-Reduc ingBacteria，簡稱SRB)是一種厭氧的微生物，廣泛存在于土壤、海水、河水、地下管道以及油氣井等缺氧環(huán)境中，能利用金屬表面的有機(jī)物作為碳源，并利用細(xì)菌生物膜內(nèi)產(chǎn)生的氫，將硫酸鹽還原成硫化氫，從氧化還原反應(yīng)中獲得生存的能量，SRB是一個主要的腐蝕微生物，對除鈦合金以外的各種金屬材料都會產(chǎn)生腐蝕，給國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失，所以，金屬的微生物腐蝕與防護(hù)技術(shù)也是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命安全的重要研究領(lǐng)域。最常用的微生物腐蝕防護(hù)方法是在溶液中添加殺菌劑，通常在液相介質(zhì)中使用的殺菌劑需達(dá)到一定的濃度，且在溶液中要有一定的溶解度，同時(shí)殺菌劑在溶液中的殘留也會給環(huán)境帶來一定的負(fù)面影響。另一種電解海水制氯也是殺菌的一種方法，其應(yīng)用對應(yīng)用對象有一定的要求，同時(shí)電解過程中產(chǎn)生的氫氣還會造成金屬的氫脆腐蝕。與上述方法相比，通過對金屬表面進(jìn)行處理，在金屬表面形成一層致密的膜層，從而抑制硫酸鹽還原菌的附著和腐蝕，對金屬的保護(hù)不會改變金屬的外觀，不會進(jìn)入溶液造成環(huán)境污染。中國專利CN201010531302.3名為“一種具有抗蛋白吸附性質(zhì)的表面材料及其制備方法”的專利公開了通過具有雙離子性質(zhì)的單體分子在有機(jī)硅基體表面接枝聚合，形成一種具有抗蛋白吸附性質(zhì)的表面材料，對水下材料進(jìn)行保護(hù)，但其發(fā)明目的只是為了抑制海洋生物吸附船體，其基底材料僅為有機(jī)硅等。因此，金屬表面膜處理技術(shù)在金屬腐蝕防護(hù)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種使用環(huán)境友好，防腐蝕效果明顯，且能保護(hù)金屬外觀的硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜的生產(chǎn)工藝。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜制備工藝步驟為:
[0005](I)、將薄板結(jié)構(gòu)的銅合金試片表面依次用400、600,800、1000、1200、2000和3000目的水磨砂紙打磨，然后放在丙酮中超聲清洗5分鐘后用乙醇沖洗干凈，得打磨銅合金試片，置于干燥器內(nèi)備用；
[0006](2)、將打磨銅合金試片和ImL溴代甲氧基硅烷置于一個充滿氮?dú)獾拿荛]的聚四氟乙烯盒子內(nèi)，然后將其盒子放入130°C的烘箱中恒溫加熱2小時(shí)，取出盒子，自然冷卻后再取出打磨銅合金試片，依次用丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗，以除去打磨銅合金試片表面未反應(yīng)完全的溴代甲氧基硅烷分子，用氮?dú)獯蹈珊蟮媒又^溴代甲氧基硅烷的打磨銅合金試片，置于干燥器內(nèi)備用；
[0007](3)、在三口燒瓶中依次加入5-15mL去離子水、15-25mL甲醇、4-5g 3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽和接枝過溴代甲氧基硅烷的打磨銅合金試片，去離子水與甲醇體積比為1:2，同時(shí)通入氮?dú)猓?01^11后加入400-50011^二聯(lián)吡啶和200-30011^純的溴化亞銅，室溫下聚合反應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，在打磨銅合金試片表面形成紅棕色的硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜。
[0008]本發(fā)明涉及的銅合金包括純銅、BlO銅鎳合金、硅黃銅和錫青銅，通過對銅合金在處理前后在硫酸鹽還原菌中的腐蝕速率進(jìn)行測定，計(jì)算出抑制率達(dá)92.6%。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，配方科學(xué)合理，制作工藝簡單，保護(hù)金屬外觀，防腐環(huán)境友好，具有良好的抑制硫酸鹽還原菌腐蝕的作用。
[0010]說明書附圖:
[0011]圖1為實(shí)施例1涉及的銅合金試片表面構(gòu)建膜層后的紅外分析圖。
[0012]圖2為實(shí)施例2涉及的銅合金試片表面構(gòu)建膜層前后阻抗譜圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0013]下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0014]實(shí)施例1:
[0015]本實(shí)施例在BlO銅鎳合金表面制備復(fù)合抑制膜，先將BlO銅鎳合金板材加工成尺寸為10_X 1mmX 3mm的片狀試樣，依次用400，600，800,1000,1200，2000，3000目的水磨砂紙打磨，在丙酮中超聲清洗5分鐘后用乙醇沖洗，置于干燥器內(nèi)備用;再將沖洗后的銅合金試片和ImL BUTS置于一個充滿氮?dú)獾拿荛]的聚四氟乙烯盒子內(nèi)，然后將其盒子放入130°C的烘箱中恒溫加熱2小時(shí)，取出盒子，自然冷卻后取出試片，依次用丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗，以除去試樣表面未反應(yīng)完全的BUTS分子，用氮?dú)獯蹈稍嚻?，置于干燥器?nèi)備用；在三口燒瓶中依次加入1mL去離子水，20mL甲醇，(4.19g，15mmol)SBMA和接枝過BUTS的BlO銅鎳合金試片，并且同時(shí)通入氮?dú)?，通氮?dú)?0min后加入(468mg，3mmol) 二聯(lián)卩比啶和(215mg,
1.5mmol)溴化亞銅，室溫下聚合反應(yīng)24小時(shí);反應(yīng)結(jié)束后，BlO銅鎳合金的表面呈紅棕色，對得到的樣品BlO銅鎳合金進(jìn)行紅外分析，如附圖1所示，其銅鎳合金表面形成抑制膜，實(shí)現(xiàn)其硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜的制備。
[0016]實(shí)施例2:
[0017]本實(shí)施例對實(shí)施例1構(gòu)建抑制膜層后BlO銅鎳合金的硫酸鹽還原菌腐蝕性能進(jìn)行測試，選取構(gòu)建膜層前后的BlO銅鎳合金電極分別浸入SRB培養(yǎng)基溶液中，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 Hires/PGSTAT 370N FRABA，使用軟件N0VA1.9采集數(shù)據(jù)，其系統(tǒng)頻率范圍為10kHz-0.0lHz，交流信號峰值為5mV，結(jié)果如附圖2所示，最終計(jì)算得到緩蝕效率達(dá)到92.6 %。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜的制備方法，其特征在于其具體制備過程為:將薄板結(jié)構(gòu)的銅合金試片表面依次用400、600、800、1000、1200、2000和3000目的水磨砂紙打磨，然后放在丙酮中超聲清洗5分鐘后用乙醇沖洗干凈，得打磨銅合金試片，置于干燥器內(nèi)備用；將打磨銅合金試片和ImL溴代甲氧基硅烷置于一個充滿氮?dú)獾拿荛]的聚四氟乙烯盒子內(nèi)，然后將盒子放入130°C的烘箱中恒溫加熱2小時(shí)，取出盒子，自然冷卻后再取出打磨銅合金試片，依次用丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗，以除去打磨銅合金試片表面未反應(yīng)完全的溴代甲氧基硅烷分子，用氮?dú)獯蹈珊蟮媒又^溴代甲氧基硅烷的打磨銅合金試片置于干燥器內(nèi)備用；在三口燒瓶中依次加入5-15mL去離子水、15-25mL甲醇、4-5g 3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽和接枝過溴代甲氧基硅烷的打磨銅合金試片，去離子水與甲醇體積比為1:2，同時(shí)通入氮?dú)猓?0min后加入400-500mg二聯(lián)吡啶和200-300mg純的溴化亞銅，室溫下聚合反應(yīng)24小時(shí)結(jié)束后，在打磨銅合金試片表面形成紅棕色的硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜的制備方法，其特征在于所述的銅合金包括純銅、BI O銅鎳合金、硅黃銅和錫青銅。
【專利摘要】本發(fā)明屬于表面處理與防腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜的制備方法，將打磨銅合金試片和1mL溴代甲氧基硅烷置于一個充滿氮?dú)獾木鬯姆蚁┖凶觾?nèi)，然后將盒子放入130℃的烘箱中恒溫加熱2小時(shí)，取出打磨銅合金試片，依次用丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗，在三口燒瓶中依次加入去離子水、甲醇、3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸鹽和接枝過溴代甲氧基硅烷的打磨銅合金試片，同時(shí)通入氮?dú)?，加入二?lián)吡啶和純的溴化亞銅，24小時(shí)后，在打磨銅合金試片表面形成紅棕色的硫酸鹽還原菌腐蝕抑制膜；其配方科學(xué)合理，制作工藝簡單，保護(hù)金屬外觀，防腐環(huán)境友好，具有良好的抑制硫酸鹽還原菌腐蝕的作用。
【IPC分類】C08F220/38, C08F292/00
【公開號】CN105622870
【申請?zhí)枴緾N201610137105
【發(fā)明人】許鳳玲, 藺存國, 楊家東
【申請人】中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月11日