CN104293075A - 一种改性聚苯胺型防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种改性聚苯胺型防腐涂料及其制备方法，属于防腐涂料技术领域。本发明的改性聚苯胺型防腐涂料，以聚苯胺为原料，多组分协同作用，使得本发明改性聚苯胺型防腐涂料具有稳定性好、防腐性好、易于施工等优点；聚苯胺是一种导电聚合物，抗静电和抗腐蚀性能优异，本发明用甲基丙烯酸甲酯进行改性，改善了其加工性能和水溶性；合成路线采用微乳液法进行合成，所得改性聚苯胺胶乳为纳米级别，易于分散和使用；制备方法工艺流程简便，提高了生产效率，操作方便；防腐涂料产品成膜性好、使用简单。

Description

一种改性聚苯胺型防腐涂料及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种防腐涂料的制备方法，具体地，涉及一种改性聚苯胺型防腐涂料及其制备方法。
背景技术
金属腐蚀是材料工业中很常见的材料变质行为。腐蚀既造成资源和能源的浪费，还阻碍新技术的发展。目前比较成熟的防腐涂料是溶剂型涂料，而这种涂料挥发有机溶剂会对环境造成很大的破坏，并且威胁人类的身体健康。因此，开发高性能且绿色环保的水性防腐涂料成为研究重点。
导电聚合物出现后, 由于它有像金属一样的导电性, 人们试图用它替代涂料中的重金属起到防腐作用。研究发现, 有些导电聚合物涂料确实具有防腐功能。聚苯胺原料易得、合成简单，具有金属的导电性和塑料的密度加工性、优异的化学和电化学性能及与通用型聚合物的共混加工性，使其作为导电材料在抗静电涂料和防腐涂料中具有巨大的潜在需求。
然而，聚苯胺由于其链刚性和链间强相互作用，可溶性极差，在大部分常用的有机溶剂中几乎不溶，仅部分溶于N,N- 二甲基甲酰胺和N- 甲基吡咯烷酮，只能溶解少数溶剂中，难以加工，且分散性不好。由于聚苯胺具有不溶、不熔和难以加工等问题，这影响了聚苯胺涂料大规模工业化应用。此外，现行的聚苯胺防腐涂料大部分是溶剂型，这种涂料需要大量有机溶剂的加入，释放出来的有机挥发物，尤其是芳烃类、甲醛等对人体健康有严重影响。本领域迫切需要开发新的具有高防腐性能且施工时安全环保的防腐涂料。
本发明提出一种改性聚苯胺型防腐涂料，具有较好的水溶性，环保且施工安全。
发明内容
本发明为解决上述问题，本发明提供了一种改性聚苯胺型防腐涂料及其制备方法，所述的改性聚苯胺型防腐涂料由以下重量份的组分组成：
改性聚苯胺          30-50份；
环氧树脂            20-30份；
去离子水            10-20份；
白炭黑              5-10份；
消泡剂              0.5-1份；
流平剂              1-2份；
胺类固化剂           2-5份。
其中改性聚苯胺的合成工艺如下：
（1）将十二烷基硫酸钠、水、苯胺、正丁醇按照1-2:5-8:2-3:0.5-1的摩尔比加入聚合反应釜，室温下以50-100r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌0.5-1h，制得透明或半透明的微乳液；
（2）体系降温至冰水浴，把配制好的浓度为0.01mol/L的过硫酸钾溶液慢慢滴加到微乳液中，1-2h内滴加完毕后，聚合3-5h；
（3）按照n甲基丙烯酸甲酯：n苯胺=1:1-1.5的比例，将甲基丙烯酸甲酯加入反应体系，20-40℃下聚合反应8-10h，反应后得到甲基丙烯酸甲酯改性的纳米聚苯胺胶乳。
所用的环氧树脂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
E44                 8-12份；
E12                 10-18份；
其中所述的白炭黑由是指细度为300-500目的市售产品。
其中所述的消泡剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
聚氧乙烯             0.2-0.5份；
聚丙二醇             0.3-0.5份。
其中所述的流平剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
聚二甲基硅氧烷      1-2份；
其中所述的胺类固化剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
顺丁烯二酸酐        1-2份；
邻苯二甲酸酐        1-3份。
本发明改性聚苯胺型防腐涂料的制备工艺如下：
（1）将环氧树脂、去离子水、纳米聚苯胺胶乳、白炭黑依次加入混料器，以50-80r/min的速度搅拌分散20-30min；
（2）将流平剂加入混料器，以150-200r/min的速度搅拌分散20-30min；
（3）加入消泡剂，搅拌10-15min进行消泡；
（4）施工使用时，加入胺类固化剂，熟化10-15min即可施工使用。
本发明所具有的有益效果是：
1、聚苯胺是一种导电聚合物，抗静电和抗腐蚀性能优异，本发明用甲基丙烯酸甲酯进行改性，改善了其加工性能和水溶性；
2、合成路线采用微乳液法进行合成，所得改性聚苯胺胶乳为纳米级别，易于分散和使用；
3、多组分协同作用，使得本发明改性聚苯胺型防腐涂料具有稳定性好、防腐性好、易于施工等优点。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明做进一步说明，具体实施例不限制本发明。
实施例1 ：本发明提供了一种聚苯胺型防腐涂料，由以下重量份的组分组成：
改性聚苯胺          30份；
E44                 8份；
E12                 10份；
去离子水            10份；
白炭黑              5份；
聚氧乙烯            0.2份；
聚丙二醇            0.3份；
顺丁烯二酸酐        1份；
邻苯二甲酸酐        1份；
聚二甲基硅氧烷      1份；
本发明水性防腐涂料制备工艺如下：
（1）将十二烷基硫酸钠、水、苯胺、正丁醇按照1:5:2:0.5的摩尔比加入聚合反应釜，室温下以50r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌0.5-1h，制得透明或半透明的微乳液；
（2）体系降温至冰水浴，把配制好的浓度为0.01mol/L的过硫酸钾溶液慢慢滴加到微乳液中，1h内滴加完毕后，聚合3h；
（3）按照n甲基丙烯酸甲酯：n苯胺=1:1的比例，将甲基丙烯酸甲酯加入反应体系，20℃下聚合反应8h，反应后得到甲基丙烯酸甲酯改性的纳米聚苯胺胶乳；
（4）将环氧树脂、去离子水、纳米聚苯胺胶乳、白炭黑依次加入混料器，以50r/min的速度搅拌分散20min；
（5）将流平剂加入混料器，以150r/min的速度搅拌分散20min；
（6）加入消泡剂，搅拌10min进行消泡；
（7）施工使用时，加入胺类固化剂，熟化10min即可施工使用。
实施例2：本发明提供了一种聚苯胺型防腐涂料，由以下重量份的组分组成：
改性聚苯胺          40份；
E44                 10份；
E12                 15份；
去离子水            15份；
白炭黑              8份；
聚氧乙烯            0.3份；
聚丙二醇            0.4份；
顺丁烯二酸酐        2份；
邻苯二甲酸酐        2份；
聚二甲基硅氧烷      2份；
本发明水性防腐涂料制备工艺如下：
（1）将十二烷基硫酸钠、水、苯胺、正丁醇按照1.5:7:2.5:0.7的摩尔比加入聚合反应釜，室温下以80r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌0.6h，制得透明或半透明的微乳液；
（2）体系降温至冰水浴，把配制好的浓度为0.01mol/L的过硫酸钾溶液慢慢滴加到微乳液中，1.5h内滴加完毕后，聚合4h；
（3）按照n甲基丙烯酸甲酯：n苯胺=1:1.2的比例，将甲基丙烯酸甲酯加入反应体系，30℃下聚合反应9h，反应后得到甲基丙烯酸甲酯改性的纳米聚苯胺胶乳；
（4）将环氧树脂、去离子水、纳米聚苯胺胶乳、白炭黑依次加入混料器，以60r/min的速度搅拌分散25min；
（5）将流平剂加入混料器，以180r/min的速度搅拌分散25min；
（6）加入消泡剂，搅拌12min进行消泡；
（7）施工使用时，加入胺类固化剂，熟化12min即可施工使用。
实施例3：本发明提供了一种聚苯胺型防腐涂料，由以下重量份的组分组成：
改性聚苯胺          50份；
E44                 12份；
E12                 18份；
去离子水            20份；
白炭黑              10份；
聚氧乙烯            0.5份；
聚丙二醇            0.5份；
顺丁烯二酸酐        2份；
邻苯二甲酸酐        3份；
聚二甲基硅氧烷      2份；
本发明水性防腐涂料制备工艺如下：
（1）将十二烷基硫酸钠、水、苯胺、正丁醇按照2: 8: 3: 1的摩尔比加入聚合反应釜，室温下以100r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌1h，制得透明或半透明的微乳液；
（2）体系降温至冰水浴，把配制好的浓度为0.01mol/L的过硫酸钾溶液慢慢滴加到微乳液中，2h内滴加完毕后，聚合5h；
（3）按照n甲基丙烯酸甲酯：n苯胺=1: 1.5的比例，将甲基丙烯酸甲酯加入反应体系， 40℃下聚合反应10h，反应后得到甲基丙烯酸甲酯改性的纳米聚苯胺胶乳；
（4）将环氧树脂、去离子水、纳米聚苯胺胶乳、白炭黑依次加入混料器，以80r/min的速度搅拌分散30min；
（5）将流平剂加入混料器，以200r/min的速度搅拌分散30min；
（6）加入消泡剂，搅拌15min进行消泡；
（7）施工使用时，加入胺类固化剂，熟化15min即可施工使用。

Claims (8)

1.一种改性聚苯胺型防腐涂料，由下述原料构成，所述份数均为重量份:
改性聚苯胺          30-50份 
环氧树脂            20-30份 
去离子水            10-20份 
白炭黑              5-10份 
消泡剂              0.5-1份 
流平剂              1-2份 
胺类固化剂           2-5份。
2.权利要求1的一种改性聚苯胺型防腐涂料，其特征在于：所述的环氧树脂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
E44                 8-12份 
E12                 10-18份。
3.权利要求1的一种改性聚苯胺型防腐涂料，其特征在于：所述的白炭黑为细度为300-500目的市售产品。
4.权利要求1的一种改性聚苯胺型防腐涂料，其特征在于：所述的消泡剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
聚氧乙烯             0.2-0.5份 
聚丙二醇             0.3-0.5份。
5.权利要求1的一种改性聚苯胺型防腐涂料，其特征在于：所述的流平剂为聚二甲基硅氧烷。
6.权利要求1的一种改性聚苯胺型防腐涂料，其特征在于：所述的胺类固化剂由以下份数的组份组成，所述份数均为重量份：
顺丁烯二酸酐        1-2份 
邻苯二甲酸酐        1-3份。
7.如权利要求1所述的改性聚苯胺的合成工艺如下：
1）将十二烷基硫酸钠、水、苯胺、正丁醇按照1-2:5-8:2-3:0.5-1的摩尔比加入聚合反应釜，室温下以50-100r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌0.5-1h，制得透明或半透明的微乳液；
2）体系降温至冰水浴，把配制好的浓度为0.01mol/L的过硫酸钾溶液慢慢滴加到微乳液中，1-2h内滴加完毕后，聚合3-5h；
3）按照n甲基丙烯酸甲酯：n苯胺=1:1-1.5的比例，将甲基丙烯酸甲酯加入反应体系，20-40℃下聚合反应8-10h，反应后得到甲基丙烯酸甲酯改性的纳米聚苯胺胶乳。
8.如权利要求1所述的一种水性防腐涂料的制备方法，其特征在于：
1）将环氧树脂、去离子水、纳米聚苯胺胶乳、白炭黑依次加入混料器，以50-80r/min的速度搅拌分散20-30min；
2）将流平剂加入混料器，以150-200r/min的速度搅拌分散20-30min；
3）加入消泡剂，搅拌10-15min进行消泡；
4）施工使用时，加入胺类固化剂，熟化10-15min使用。
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