CN105086720A - 一种防腐金属表面处理剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防腐金属表面处理剂,本发明的丙烯酸酯胶液粒子表面含有大量的羧基,将苯胺加入到丙烯酸酯胶液中,苯胺单体首先扩散到胶束内部,然后与羧基发生掺杂,随后在氧化剂的作用下,苯胺在乳胶粒子表面发生聚合反应,增大了聚苯胺涂层对水的接触角,提高了附着力和耐水性,该涂层可以通过电子转移作用和氧化还原作用,使金属表面钝化产生保护作用,而经硅烷化改性的氟钛酸,引入的无机组分Ti4+在加热固化过程中形成TiO2颗粒,均匀地填充在硅烷膜的空隙中,使整个膜层更加均匀致密,能有效抑制膜层表面的微电化学反应,从而耐腐蚀性能得到很大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理剂,尤其涉及一种防腐金属表面处理剂及其制备方法。
背景技术
聚苯胺是一类导电高分子材料,性能稳定,环境友好,且氧化还原电位远高于金属,其涂层在酸性或中性介质中可以通过电子转移作用和氧化还原作用,使金属表面钝化产生保护作用,是金属防腐蚀的良好材料,但是,聚苯胺分子链刚性强,不溶不熔,难以加工,通常要与其他成膜物质复合使用。丙烯酸酯树脂是常用的成膜物质,具有良好的成膜性和附着力。
目前,聚苯胺与丙烯酸酯树脂复合制膜的方式有3种:聚苯胺涂层上涂覆丙烯酸酯面漆形成复合涂层,2种涂层各自发挥作用;聚苯胺粉末作为填料直接分散在丙烯酸树脂中制备涂层;两者共溶于同一溶剂中再在金属上涂刷成膜。采用乳液互穿网络聚合法制备聚苯胺-丙烯酸树脂防腐蚀涂料,其涂层具有良好的防腐蚀性能。利用丙烯酸酯聚合物链上的羧基对苯胺的掺杂作用,采用原位聚合法合成了丙烯酸酯-苯胺共聚物;但研究主要针对苯胺含量对共聚物介电性能的影响,没有讨论共聚物的防腐蚀性能。目前,关于丙烯酸酯与苯胺共聚制备防腐蚀材料的报道还很少。
发明内容
本发明提供了一种防腐金属表面处理剂及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种防腐金属表面处理剂,它是由下述重量份的原料组成的:
sp-801.8-2、苯胺0.5-0.6、过硫酸钾0.38-0.4、丙烯酸丁酯40-50、碳酸氢钠0.16-0.2、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物20-30、70-75%的乙醇100-110、30%过氧化氢0.2-0.3、去离子水100-120、氟钛酸4-6、茶皂素1-2、双氯苯双胍己烷0.2-0.3、吡啶硫酮锌0.4-1、甲基苯并三氮唑3-4、双乙酸钠0.1-0.3、硬脂酸钙2-3。
2、一种如权利要求1所述的防腐金属表面处理剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取上述过硫酸钾重量的40-50%、与sp-80、碳酸氢钠混合,加入去离子水重量的60-70%,搅拌均匀,得引发剂乳液;
(2)取上述引发剂乳液重量的45-50%,升高温度为80-86℃,滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液,滴加完毕后保温反应1-2小时,得丙烯酸酯胶液;
(3)取剩余去离子重量的30-40%,加入过硫酸钾,搅拌均匀,得引发剂溶液;
(4)取上述70-75%的乙醇的70-80%,加入双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物,调节PH为3-4,加入氟钛酸、30%过氧化氢,搅拌反应6-7小时,得氟化硅烷;
(5)将双氯苯双胍己烷、双乙酸钠混合加入到剩余去离子水中,搅拌均匀后加入茶皂素,送入70-80℃的水浴中,保温搅拌1-2小时,得防腐乳液;
(6)将甲基苯并三氮唑加入到剩余的乙醇中,滴加35-38%的氨水,调节PH为8-10,搅拌至溶解,加入硬脂酸钙,搅拌均匀,得缓蚀醇液;
(7)取上述丙烯酸酯胶液,搅拌条件下滴加防腐乳液,滴加完毕后,升高温度为50-60℃,100-200/分搅拌1-2小时,得防腐丙烯酸酯胶液;
(8)将苯胺与上述防腐丙烯酸酯胶液混合,搅拌均匀,滴加引发剂溶液,滴加完毕后在10-15℃下反应8-10小时,送入65-70℃的水浴中,加入氟化硅烷,保温搅拌反应1-2小时,得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液;
(9)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与缓蚀醇液混合,300-400转/分搅拌10-20分钟,加入剩余各原料混合,800-1000转/分搅拌40-50分钟,得所述防腐金属表面处理剂。
本发明的优点是:
本发明的丙烯酸酯胶液粒子表面含有大量的羧基,将苯胺加入到丙烯酸酯胶液中,苯胺单体首先扩散到胶束内部,然后与羧基发生掺杂,随后在氧化剂的作用下,苯胺在乳胶粒子表面发生聚合反应,增大了聚苯胺涂层对水的接触角,提高了附着力和耐水性,该涂层可以通过电子转移作用和氧化还原作用,使金属表面钝化产生保护作用,加入的丙二醇苯醚可以增强涂层的稳定性和成膜性,有效的抑制了腐蚀介质浸入后腐蚀的过程;
而经硅烷化改性的氟钛酸,引入的无机组分Ti4+在加热固化过程中形成TiO2颗粒,均匀地填充在硅烷膜的空隙中,使整个膜层更加均匀致密,能有效抑制膜层表面的微电化学反应,从而耐腐蚀性能得到很大提高;
本发明将氟钛酸改性后硅烷钝化膜与丙烯酸-苯胺共聚膜复合,使得膜层更加致密、稳定,对腐蚀介质的阻抗能力更强,耐腐蚀性能更加优良;
本发明将双氯苯双胍己烷、双乙酸钠混合作为防腐乳液,可以明显提高金属表面的防腐性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例1:
一种防腐金属表面处理剂,其特征在于它是由下述重量份的原料组成的:
sp-801.8、苯胺0.6、过硫酸钾0.38、丙烯酸丁酯40、碳酸氢钠0.16、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物30、75%的乙醇110、30%过氧化氢0.3、去离子水120、氟钛酸4、茶皂素1、双氯苯双胍己烷0.3、吡啶硫酮锌0.4、甲基苯并三氮唑3、双乙酸钠0.3、硬脂酸钙2-3。
一种防腐金属表面处理剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)取上述过硫酸钾重量的50%、与sp-80、碳酸氢钠混合,加入去离子水重量的70%,搅拌均匀,得引发剂乳液;
(2)取上述引发剂乳液重量的50%,升高温度为86℃,滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液,滴加完毕后保温反应1小时,得丙烯酸酯胶液;
(3)取剩余去离子重量的40%,加入过硫酸钾,搅拌均匀,得引发剂溶液;
(4)取上述75%的乙醇的80%,加入双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物,调节PH为3,加入氟钛酸、30%过氧化氢,搅拌反应7小时,得氟化硅烷;
(5)将双氯苯双胍己烷、双乙酸钠混合加入到剩余去离子水中,搅拌均匀后加入茶皂素,送入80℃的水浴中,保温搅拌1小时,得防腐乳液;
(6)将甲基苯并三氮唑加入到剩余的乙醇中,滴加38%的氨水,调节PH为8,搅拌至溶解,加入硬脂酸钙,搅拌均匀,得缓蚀醇液;
(7)取上述丙烯酸酯胶液,搅拌条件下滴加防腐乳液,滴加完毕后,升高温度为60℃,200/分搅拌2小时,得防腐丙烯酸酯胶液;
(8)将苯胺与上述防腐丙烯酸酯胶液混合,搅拌均匀,滴加引发剂溶液,滴加完毕后在15℃下反应10小时,送入70℃的水浴中,加入氟化硅烷,保温搅拌反应1小时,得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液;
(9)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与缓蚀醇液混合,400转/分搅拌10分钟,加入剩余各原料混合,1000转/分搅拌50分钟,得所述防腐金属表面处理剂。
使用方法:将金属板材表面清洗干净,将本发明的表面处理剂均匀的滴在金属板材表面,先在120℃下烘烤30-40s,自然干燥成膜,再在80℃下烘干处理15-20分钟。
性能测试:
吸水率:按照上述方法将本发明的表面处理剂涂覆于尺寸为5cm×6cm的钢板表面,在25℃的去离子水中浸泡48h,测得吸水率为15.8%;
附着力:1级;
耐腐蚀性:中性盐雾试验72小时,被腐蚀面积1.4%;
硬度:3H。
Claims (2)
1.一种防腐金属表面处理剂,其特征在于它是由下述重量份的原料组成的:
sp-801.8-2、苯胺0.5-0.6、过硫酸钾0.38-0.4、丙烯酸丁酯40-50、碳酸氢钠0.16-0.2、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物20-30、70-75%的乙醇100-110、30%过氧化氢0.2-0.3、去离子水100-120、氟钛酸4-6、茶皂素1-2、双氯苯双胍己烷0.2-0.3、吡啶硫酮锌0.4-1、甲基苯并三氮唑3-4、双乙酸钠0.1-0.3、硬脂酸钙2-3。
2.一种如权利要求1所述的防腐金属表面处理剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取上述过硫酸钾重量的40-50%、与sp-80、碳酸氢钠混合,加入去离子水重量的60-70%,搅拌均匀,得引发剂乳液;
(2)取上述引发剂乳液重量的45-50%,升高温度为80-86℃,滴加剩余的引发剂乳液与丙烯酸丁酯的混合液,滴加完毕后保温反应1-2小时,得丙烯酸酯胶液;
(3)取剩余去离子重量的30-40%,加入过硫酸钾,搅拌均匀,得引发剂溶液;
(4)取上述70-75%的乙醇的70-80%,加入双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物,调节PH为3-4,加入氟钛酸、30%过氧化氢,搅拌反应6-7小时,得氟化硅烷;
(5)将双氯苯双胍己烷、双乙酸钠混合加入到剩余去离子水中,搅拌均匀后加入茶皂素,送入70-80℃的水浴中,保温搅拌1-2小时,得防腐乳液;
(6)将甲基苯并三氮唑加入到剩余的乙醇中,滴加35-38%的氨水,调节PH为8-10,搅拌至溶解,加入硬脂酸钙,搅拌均匀,得缓蚀醇液;
(7)取上述丙烯酸酯胶液,搅拌条件下滴加防腐乳液,滴加完毕后,升高温度为50-60℃,100-200/分搅拌1-2小时,得防腐丙烯酸酯胶液;
(8)将苯胺与上述防腐丙烯酸酯胶液混合,搅拌均匀,滴加引发剂溶液,滴加完毕后在10-15℃下反应8-10小时,送入65-70℃的水浴中,加入氟化硅烷,保温搅拌反应1-2小时,得硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液;
(9)将上述硅烷化丙烯酸-苯胺共聚乳液与缓蚀醇液混合,300-400转/分搅拌10-20分钟,加入剩余各原料混合,800-1000转/分搅拌40-50分钟,得所述防腐金属表面处理剂。
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