CN107245145A - 吡咯‑苯胺共聚物及其改性防腐涂料的制备方法与应用 - Google Patents

吡咯‑苯胺共聚物及其改性防腐涂料的制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种吡咯‑苯胺共聚物及其改性防腐涂料的制备方法与应用，通过化学氧化聚合法制备了酸掺杂的吡咯‑苯胺共聚物材料，并通过其对E‑44环氧树脂进行了改性，添加到环氧树脂中，然后涂覆在镁合金上，研究了其防腐蚀性能。合成的水杨酸掺杂的共聚物作为填料添加到环氧树脂中作为涂料的涂层电阻最大、腐蚀电流密度最小，即该种涂料的耐蚀性能最好。通过结合力评级可达到一级标准，有很好的施工性。本涂料兼具聚吡咯和聚苯胺双重优点，其导电性能极佳，防腐性能好，污染小且成本低。

Description

吡咯-苯胺共聚物及其改性防腐涂料的制备方法与应用
技术领域
本发明涉及防腐涂料，具体涉及一种酸掺杂吡咯-苯胺共聚物改性防腐涂料制备方法和应用，属于材料工程领域。
背景技术
金属基材的应用遍及于社会经济生产和百姓日常生活的每一个部门，金属腐蚀对社会进步造成了巨大的财产损失和危害。据各国腐蚀与防护权威部门调查报告显示，欧美发达国家由于腐蚀造成的经济损失额度相当于当年国家经济总量的的3％～5％，我国每年因为腐蚀而报废的金属材料达千万吨，约占全球总量的十分之一。遭受金属锈蚀危害较为突出的领域有：船舶制造、石油开采与加工、建筑、航天宇航等行业。为了降低腐蚀对这些关系到国计民生和国防建设行业的影响，腐蚀科学势必在国民经济中扮演着越来越重要的角色。为了减缓金属腐蚀的发生，就要保证目标金属始终处于稳定状态而不与腐蚀介质发生物理化学反应，这样便可延长金属材料的使用寿命并让其发挥应有的各种功效。目前，国内外学者已经开发出多种多样可以减缓和抑制金属腐蚀发生的技术和手段，大大降低了金属腐蚀带来的各类危害。
本征型导电高分子材料电导率可变，综合了半导体和高聚物特点，价格便宜，应用前景广阔。在众多导电聚合物中，以聚苯胺(PAn)和聚吡咯(PPy)在防腐领域的研究应用最为突出。目前，聚吡咯在防腐方面的应用主要是以电化学沉积的方式直接在材料表面形成防腐膜层，但该膜层的成膜条件要求较高.价格昂贵，机械性能较差，与基体结合强度较低，除特殊场合外，应用受到很大限制。开发基于化学合成法PPy的复合防腐涂层是其大规模实用化的主要方向之一，但应用很少，以化学合成法聚吡咯和吡咯共聚物作为防腐功能材料的更是未见报导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吡咯-苯胺共聚物的制备方法，并以所述吡咯-苯胺共聚物改性环氧树脂，解决现有技术膜条件要求高、价格昂贵、防腐性能和化学稳定性差的问题；还提供该改性防腐涂料的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种吡咯-苯胺共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取过硫酸铵和去离子水制成0.4M的过硫酸铵溶液，待用；
2)称取2mmol水杨酸或者草酸放入装有200ml去离子水的烧杯中，同时用0.5ml的移液管分别移取0.456ml苯胺单体和0.346ml吡咯单体放入该烧杯中，开启磁力搅拌器在常温下搅拌反应30min；
3)在步骤2)溶液中加入5ml步骤1)的0.4M过硫酸铵(引发剂)溶液继续搅拌反应20-24h；
4)反应完后，将合成物用真空泵进行抽滤，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止；抽滤结束后，将合成物在真空干燥箱温度为50℃条件下干燥10--12h，得到吡咯-苯胺共聚物。
本发明还提供一种改性防腐涂料的制备方法，采用所述吡咯-苯胺共聚物对环氧树脂改性，包括以下步骤：先取环氧树脂，加入稀释剂均匀搅拌，当粘度降低后，再加入吡咯-苯胺共聚物，搅拌均匀；最后再加入固化剂，搅拌均匀即为改性涂料；其中，环氧树脂、固化剂、稀释剂和聚吡咯-苯胺共聚物的质量比为10:1.67:1.95:0.33。
进一步，所述稀释剂为N-甲基吡咯烷酮；固化剂为乙二胺。所述环氧树脂为E-44环氧树脂或同类环氧树脂。
本发明还提供一种酸掺杂吡咯-苯胺共聚物改性防腐涂料的应用，将上述制备的吡咯-苯胺共聚物改性防腐涂料用于镁合金及同类金属材料防腐。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备的吡咯-苯胺共聚物兼具聚吡咯和苯胺双重优点，其导电性能极佳，防腐性能好，污染小且成本低；且对生物和环境无害，是一种理想的环境友好材料。
2、本发明酸掺杂吡咯-苯胺共聚物用于添加到环氧树脂中，明显改善了环氧树脂的耐蚀性。水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物共聚物作为填料添加到环氧树脂中作为涂料的涂层电阻最大、腐蚀电流密度最小，即该种涂料的耐蚀性能最好。
3、本发明制备的涂料具有较好的涂料结合力，通过评级可达到一级标准，有很好的施工性。
附图说明
图1为本发明制备的各类涂料的Tafel曲线对比图。
图2为本发明制备的各类涂料的电化学阻抗谱图对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
涂料制备：
用电子天平在烧杯中秤取10g环氧树脂；向环氧树脂中加入1g的N-甲基吡咯烷酮(稀释剂)并用玻璃棒搅拌；向烧杯中加入0.6g乙二胺(固化剂)，搅拌均匀得到纯环氧树脂涂料。再均匀地涂覆在镁合金上。
实施例2
1、草酸掺杂吡咯-苯胺共聚物的制备：
1)称取过硫酸铵和去离子水制成0.4M的过硫酸铵溶液，待用。
2)用电子天平称取2mmol草酸放入装有200ml去离子水容量为250ml烧杯中，同时用0.5mL的移液管移取0.456mL苯胺单体和0.346mL吡咯单体放入该烧杯中，开启磁力搅拌器在常温下进行搅拌。
3)反应30min后加入5ml上述0.4M过硫酸铵(引发剂)溶液继续搅拌反应20-24h。
4)反应完全后，将合成物用真空泵进行抽滤，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止。抽滤结束后，将合成物(黑色)在真空干燥箱温度为50℃条件下干燥10--12h，得到草酸掺杂吡咯-苯胺共聚物产品。
2、涂料制备：
用电子天平在烧杯中秤取10g环氧树脂；向环氧树脂中加入1.95g的1-甲基-2-吡咯烷酮(稀释剂)并用玻璃棒搅拌；粘度降低后，再向烧杯中加入0.33g研磨过的草酸掺杂吡咯-苯胺共聚物，搅拌均匀；向烧杯中加入1.67g乙二胺(固化剂)，搅拌均匀得到相应的草酸掺杂吡咯-苯胺共聚物改性环氧树脂涂料。再均匀地涂覆在镁合金上。
实施例2性能测试结果列于表1
表1
实施例3
1、水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物的制备：
1)称取过硫酸铵和去离子水制成0.4M的过硫酸铵溶液，待用。
2)用电子天平称取2mmol水杨酸放入装有200ml去离子水容量为250ml烧杯中，同时用0.5mL的移液管移取0.456mL苯胺单体和0.346mL吡咯单体放入该烧杯中，开启磁力搅拌器在常温下进行搅拌。
3)反应30min后加入0.5ml上述0.4M过硫酸铵(引发剂)溶液继续搅拌反应20-24h。
4)反应完全后，将合成物用真空泵进行抽滤，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止。抽滤结束后，将合成物(黑色)在真空干燥箱温度为50℃条件下干燥10--12h，得到水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物产品。
2、涂料的制备：
用电子天平在烧杯中秤取10g环氧树脂；向环氧树脂中加入1.95g的N-甲基吡咯烷酮(稀释剂)并用玻璃棒搅拌；当粘度降低后，再向烧杯中加入0.33g研磨过的水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物，搅拌均匀；最后再向烧杯中加入1.67g乙二胺(固化剂)，搅拌均匀得到相应的水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物改性防腐涂料。再均匀地涂覆在镁合金上。
实施例3性能测试结果列于表2
表2
实施例4
将上述1-3实施例的产物在质量浓度为3.5％的NaCl溶液中，采用电化学工作站进行电化学防腐蚀性能测试，结果如图1。
从测得的Tafel曲线明显可以看出水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物改性环氧树脂涂料的腐蚀电位有明显的正移，腐蚀速度减小。
根据图1所测数据可以得到表3。
表3
由表3可以看出，改性后的环氧树脂的腐蚀电流密度发生了明显变化，水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物改性环氧树脂涂层的腐蚀电流最小，腐蚀电流密度为2.7364×10-7A/cm-2，耐蚀效果最好。腐蚀电流密度越小，说明该样品的防腐蚀性能最好。
实施例5
将上述1-3实施例的产物进行阻抗谱的测试，结果如图2。
从测得的阻抗谱图可以看出，未添加填料(即空白组)的模值是最小的，添加填料为水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物的模值最大，其次是向环氧树脂中加入草酸掺杂吡咯-苯胺共聚物的涂料。可以得出环氧树脂对镁合金具有保护作用，且以水杨酸掺杂的吡咯-苯胺共聚物改性环氧树脂后，防护效果明显提高。
综上，水杨酸掺杂吡咯-苯胺共聚物用来改性环氧树脂作为涂料有着最好的防腐效果。上述实施例的环氧树脂选用E-44。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种吡咯-苯胺共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）称取过硫酸铵和去离子水制成0.4 M的过硫酸铵溶液，待用；
2）称取2 mmol水杨酸或者草酸放入装有200ml去离子水的烧杯中，同时用0.5ml的移液管分别移取0.456ml苯胺单体和0.346ml吡咯单体放入该烧杯中，开启磁力搅拌器在常温下搅拌反应30min；
3）在步骤2）溶液中加入5ml步骤1）的0.4M过硫酸铵（引发剂）溶液继续搅拌反应20-24h；
4）反应完后，将合成物用真空泵进行抽滤，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止；抽滤结束后，将合成物在真空干燥箱温度为50℃条件下干燥10--12 h，得到吡咯-苯胺共聚物。
2.改性防腐涂料的制备方法，其特征在于，采用权利要求1所述吡咯-苯胺共聚物对环氧树脂改性，包括以下步骤：先取环氧树脂，加入稀释剂均匀搅拌，当粘度降低后，再加入吡咯-苯胺共聚物，搅拌均匀；最后再加入固化剂，搅拌均匀即为改性涂料；其中，环氧树脂、固化剂、稀释剂和聚吡咯-苯胺共聚物的质量比为10:1.67:1.95:0.33。
3.根据权利要求2所述改性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为N-甲基吡咯烷酮；固化剂为乙二胺。
4.根据权利要求2所述改性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为E-44环氧树脂或同类环氧树脂。
5.一种酸掺杂吡咯-苯胺共聚物改性防腐涂料的应用，将权利要求2中制备的吡咯-苯胺共聚物改性防腐涂料用于镁合金及同类金属材料防腐。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108424515A (zh) * 2018-03-28 2018-08-21 西安科技大学 一种微波辅助制备苯胺-吡咯共聚物的方法
CN111454658A (zh) * 2019-12-31 2020-07-28 江苏拓展新材料科技有限公司 一种耐磨抗划伤的改性合金及其制备方法
CN112538307A (zh) * 2020-12-08 2021-03-23 西安建筑科技大学 一种聚吡咯耐蚀防腐涂料及其制备和使用方法及复合材料

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102108255A (zh) * 2009-12-29 2011-06-29 中国石油天然气集团公司 一种聚吡咯/苯胺共聚物防腐涂料的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102108255A (zh) * 2009-12-29 2011-06-29 中国石油天然气集团公司 一种聚吡咯/苯胺共聚物防腐涂料的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108424515A (zh) * 2018-03-28 2018-08-21 西安科技大学 一种微波辅助制备苯胺-吡咯共聚物的方法
CN111454658A (zh) * 2019-12-31 2020-07-28 江苏拓展新材料科技有限公司 一种耐磨抗划伤的改性合金及其制备方法
CN112538307A (zh) * 2020-12-08 2021-03-23 西安建筑科技大学 一种聚吡咯耐蚀防腐涂料及其制备和使用方法及复合材料

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