CN112538307B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明公开了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，通过化学氧化聚合法制备了酸掺杂的聚吡咯材料，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。合成的十二烷基苯磺酸钠掺杂的聚合物作为填料添加到环氧树脂中作为涂料的涂层电阻增大、腐蚀电流密度减小，即该种涂料的耐蚀性能提高。结合力良好，有很好的施工性且污染小、成本低。

Description

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
技术领域
本发明涉及防腐蚀技术领域，具体涉及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。
背景技术
导电高分子同时具有金属的导电性和高分子材料的双重属性，且成本低廉，质量密度小，易于合成和加工，这使得它们可以大规模应用于工业领域，如二极管、移动电话、微型显示器、太阳能电池及海洋防腐等方面。以涂层方式覆盖在金属基体表面可以提高由基体材料制备的零部件的耐蚀性与寿命。其中，聚吡咯(Polypyrrole,PPY)具有良好的掺杂、导电性能，可修饰在电极表面用作电催化材料，且比聚苯胺对金属的保护更好，比聚噻吩的防腐性能更好。目前制备聚吡咯防腐涂层的方法主要有以下三种电化学聚合，化学氧化法，共溶等，但是这些方法存在导电性能、耐蚀性不足的缺陷，涂层质量还有待提高。
因此如何获得高分子耐蚀涂层，并且选择一种生产设备简单、工艺流程短的制备方法，获得与基体结合力好、不易脱落且耐蚀性能优异的涂层是亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供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，本发明的技术方案能够得到导电性能、耐蚀性较高的耐蚀防腐涂层。
为实现本发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种聚吡咯耐蚀防腐涂料，其组分包括环氧树脂、固化剂和掺杂聚吡咯粉末，以质量比计，环氧树脂、固化剂和掺杂聚吡咯粉末的质量比为(60±1)：(30±0.5)：1；
所述掺杂聚吡咯粉末为草酸掺杂聚吡咯粉末或者二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯粉末。
优选的，掺杂聚吡咯粉末的制备过程包括：
将十二烷基苯磺酸钠或草酸加入乙醇水溶液中，充分搅拌溶解，得到溶液A；
向溶液A中加入吡咯单体，进行搅拌反应，充分反应后得到溶液B；
向溶液B中加入FeCl3水溶液，使得Fe3+与吡咯的摩尔比＝(3±1)：1，进行搅拌反应，充分反应后得到混合液；
对所述混合液进行离心分离、洗涤、真空干燥，得到掺杂聚吡咯粉末；
其中，乙醇水溶液中，乙醇与水的体积比为(1±0.3)：1；每60-80ml乙醇对应加入2-3mmol十二烷基苯磺酸钠或草酸；每2-3mmol十二烷基苯磺酸钠或草酸对应加入1.6-2.5ml吡咯单体；FeCl3水溶液中，每40-50ml的溶剂对应的溶质为4.8-6.2g。
优选的，所述环氧树脂为E-44环氧树脂或同类环氧树脂。
优选的，所述固化剂为聚酰胺固化剂。
优选的，将十二烷基苯磺酸钠或草酸加入乙醇水溶液后，搅拌时间为10-20分钟；向溶液A中加入吡咯单体后，搅拌反应时间为30-50分钟；向溶液B中加入FeCl3水溶液后，搅拌反应时间为30min-60min；所述真空干燥的温度为80-90℃，真空干燥时间为10-12h。
本发明还提供了一种上所述聚吡咯耐蚀防腐涂料的制备方法，包括如下过程：
将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末散液中，掺杂聚吡咯粉末散液中的分散剂为正丁醇；
然后进行搅拌，使正丁醇完全挥发；
再加入固化剂，搅拌均匀后得到所述聚吡咯耐蚀防腐涂料。
优选的，掺杂聚吡咯粉末散液中，掺杂聚吡咯粉末与正丁醇的物料比为0.02g：(1-2)ml；掺杂聚吡咯粉末与环氧树脂的物料比为0.02g：(1-2)ml。
优选的，将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末散液前，先将环氧树脂加热至35-45℃，然后将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末散液中；
于60-65℃下进行磁力搅拌，使正丁醇完全挥发。
本发明还提供了一种上所述聚吡咯耐蚀防腐涂料的使用方法，包括如下过程：
将所述聚吡咯耐蚀防腐涂料涂覆于基体的表面，于80-90℃条件下真空干燥10-12h。
优选的，将聚吡咯耐蚀防腐涂料旋涂于基体的表面。
本发明还提供了一种复合材料，所述复合材料通过本发明上述的使用方法得到，包括基体和所述基体表面的涂层，所述涂层由所述聚吡咯耐蚀防腐涂料真空干燥后形成。
优选的，所述基体为ZK61镁合金、AZ91镁合金、AZ31镁合金或AZ41镁合金。
本发明具有如下有益效果：
本发明种聚吡咯耐蚀防腐涂料中，以环氧树脂为成膜物质形成物理屏障，加入聚吡咯粉末增长腐蚀介质的扩散通道，当金属基体与半导体或具有导电性能的聚吡咯相接触时，就会产生电场，这种电场限制了电子从金属到氧化物的转移，阻止腐蚀发生或减小了腐蚀速率。当腐蚀介质到达金属表面，使金属发生氧化，金属发生氧化所释放的电子能够使本征聚吡咯还原，而还原的聚吡咯再将电子释放给氧，自身又氧化成本征态，由于聚吡咯这种循环发生的氧化还原反应，参与了金属表面的产物膜的形成过程，使金属表面形成一层致密的、具有保护作用的产物膜，从而提高耐蚀性，加入聚吡咯对金属基体的保护机理除了物理屏蔽，还包括阳极保护机制，在金属表面形成钝化层，并能修复破坏的钝化层进一步保护金属，提高其抗腐蚀性能。此外，伴随着聚吡咯的氧化还原反应，酸掺杂的阴离子会从聚吡咯的分子链中释放出来，提高其导电性能，并在金属表面与金属离子形成不溶物或络合物，对金属起到二次保护作用。
进一步的，所述环氧树脂为E-44环氧树脂或同类环氧树脂，其环氧树脂防腐涂料对金属附着力强，分子结构中含有很多醚键和羟基，这些强极性基团能极大提高环氧树脂的附着力，与金属表面粘结能力尤为强。所以当环氧树脂涂覆于金属表面时能起到非常好的防护作用。由于其环氧树脂分子中含有醚键和苯环具有很强的耐腐蚀性，当它与固化剂交联后形成的致密封闭的三维网状结构的热固性物质，所以其具有非常好的耐酸性、耐碱性及耐溶剂性，对金属基体有很强的保护作用。且环氧树脂固化后的内聚力很强，且分子结构致密。所以其机械性能远大于其它树脂。例如收缩率低、弯曲强度大、尺寸稳定性好。
进一步的，所述固化剂为聚酰胺固化剂，环氧树脂固化剂种类包括脂肪族多胺固化剂、脂环族多胺固化剂、低分子聚酰胺固化剂。对于在大型建筑如船舶、码头上来说，所需要的环氧涂料需要室温固化、固化速度快、操作方便等特点。而聚酰胺固化剂非常符合这一特点，其固化收缩率小、固化物尺寸稳定、韧性大、配比不苛刻，且能在室温下固化。
本发明聚吡咯耐蚀防腐涂料的制备方法中，将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末散液中，掺杂聚吡咯粉末散液中的分散剂为正丁醇；然后进行搅拌，使正丁醇完全挥发；再加入固化剂，搅拌均匀后得到所述聚吡咯耐蚀防腐涂料，化学氧化法制备的聚吡咯呈粉末状，有利于大规模制备，通过改变氧化剂的种类与数量，可以有效调节聚吡咯的形貌与结构。在制备复合材料方面，化学氧化法相对于电化学合成法更易于控制复合材料的配比，整个体系环境更易于控制。化学氧化过程中掺酸可以最大限度的保留共扼结构的完整性而使提高电导率。将聚吡咯粉末分散在正丁醇中，相比于分散在水中分散性更好，且正丁醇比水更易挥发，从而排除它对溶液造成的影响。聚吡咯粉末作为填料添加在树脂中所形成的涂层不但可以发挥了聚吡咯的防腐蚀作用，而且还有对水较好的屏蔽作用，防护性能优异，施工也比较方便，因此在研制、生产和应用方面具有广泛的应用前景。
进一步的，掺杂聚吡咯粉末散液中，掺杂聚吡咯粉末与正丁醇的物料比为0.02g：(1-2)ml；掺杂聚吡咯粉末与环氧树脂的物料比为0.02g：(1-2)ml，掺杂聚吡咯粉末与环氧树脂的物料比为0.01g：(1-2)ml时所得涂层的阻抗谱显示涂层电阻为1.25×105Ω·cm-2，腐蚀电流密度为6.48×10-8A·cm-2；掺杂聚吡咯粉末与环氧树脂的物料比为0.03g：(1-2)ml时所得涂层的阻抗谱显示涂层电阻为3.46×106Ω·cm-2，腐蚀电流密度为2.44×10-8A·cm-2；掺杂聚吡咯粉末与环氧树脂的物料比为0.02g：(1-2)ml时所得涂层的阻抗谱显示涂层电阻为2.47×107Ω·cm-2，腐蚀电流密度为2.56×10-9A·cm-2，此比例下得到耐蚀性最优的涂层。
进一步的，将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末散液前，先将环氧树脂加热至35-45℃，然后将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末散液中；于60-65℃下进行磁力搅拌，使正丁醇完全挥发，将环氧树脂加热到35-45℃下增加环氧树脂的流动性使其更好的和聚吡咯粉末的结合，若加热温度过高会造成环氧树脂分子化学键被氧化断裂或苯环碳化造成破坏。在60-65℃磁力搅拌在保护环氧树脂分子结构的同时蒸发正丁醇，使得聚吡咯较好的分散在环氧树脂中，并排除了正丁醇对溶液的影响。
本发明聚吡咯耐蚀防腐涂料的使用方法中，将所述聚吡咯耐蚀防腐涂料涂覆于基体的表面，于80-90℃条件下真空干燥10-12h。固化温度对环氧树脂的固化具有重要影响，低温固化的性能优于高温固化，在80-90℃条件下固化10-12h可得到优异力学性能环氧树脂涂层，拉伸强度达到67.42MPa，断裂伸长率相比高温固化提高了3.18％。
进一步的，将聚吡咯耐蚀防腐涂料旋涂于基体的表面，旋涂法操作方便简单，可通过控制匀胶的时间，转速，滴液量以及所用溶液的浓度、粘度来控制成膜的厚度，从而得到分散性好，且膜层均匀质量良好的涂层。
本发明复合材料由于基体上具有由所述聚吡咯耐蚀防腐涂料真空干燥后形成的涂层，复合防腐材料的性能很大程度上决定于填料在复合材料中加入量，本发明通过调控填料的加入量的到耐蚀性优异的复合涂料。另一方面，由于颗粒粒径较小，比表面积大，表面能高，因而在分子间力、氧键和静电力等作用下极易发生团聚现象，从而导致复合材料内部颗粒分布不均，容易在腐蚀介质中开裂，本发明充分分散的掺杂聚吡咯颗粒可以有效地增强复合防腐材料的金属保护能力，提高导电性的同时可以有效地降低复合材料的孔隙度。此外，填料可降低涂料的成本，降低树脂的流动性、尺寸收缩性，也可提高涂料的湿润性、流平性、抗渗透能力，耐蚀性、及其导电性能。
附图说明
图1为本发明复合材料的制备工艺流程图；
图2为本发明实施例制备的各类涂料的Tafel曲线对比图；
图3为本发明实施例制备的各类涂料的电化学阻抗谱图对比图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明复合材料的制备包括如下过程：
步骤一，制备掺杂聚吡咯，其过程包括以下步骤：
1.1)称取60-80ml乙醇和60-80ml去离子水制成体积比为(1±0.3)：1混合溶液装入烧杯中，称取2-3mmol十二烷基苯磺酸钠或草酸放入烧杯搅拌10-20分钟后，用移液枪取1.6-2.5ml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30-50min；
1.2)取4.8-6.2g FeCl3放入装有40-50ml去离子水的烧杯中使得Fe3+/吡咯的摩尔比＝(3±1)：1，磁力搅拌10-30min；
1.3)将步骤1.2)所得溶液加入步骤1.1)溶液中继续搅拌反应30min-60min；
1.4)反应完后，将合成物用离心机进行分离，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止；离心结束后，将合成物在真空干燥箱温度为80-90℃条件下干燥10-12h，得到掺杂聚吡咯粉末。
步骤二，制备聚吡咯耐蚀防腐涂料，其过程包括以下步骤：
2.1)取0.02g掺杂聚吡咯粉末置于1-2ml正丁醇中，超声分散30-50min；
2.2)取适量环氧树脂，加热至35-45℃，当粘度降低后，用移液枪取1-2ml环氧树脂加入步骤1)分散液中，60-65℃下磁力搅拌至正丁醇完全挥发，此步骤在通风橱中进行。
2.3)待步骤2.2)中正丁醇完全挥发后，加入固化剂，搅拌均匀后待用；其中，环氧树脂、固化剂和聚合物的质量比为(60±1)：(30±0.5)：1。
步骤三，在基体上制备耐蚀涂层，其过程包括以下步骤：
3.1)将镁合金表面除锈(酸洗)，选用2000目的Al2O3砂纸打磨，然后用有机溶剂超声清洗干净，所述的有机溶剂为乙醇或丙酮；
3.2)将镁合金置于旋涂机上，用移液管将聚吡咯耐蚀防腐涂料旋涂在镁合金表面，重复5次。
3.3)旋涂结束后，将复合材料在真空干燥箱温度为80-90℃条件下干燥10-12h，获得所述镁合金基体表面的复合导电耐蚀高分子涂层。
其中，所述固化剂为聚酰胺固化剂。所述环氧树脂为E-44环氧树脂或同类环氧树脂。
对比例1
环氧树脂涂层的制备过程，步骤如下：
1.取环氧树脂加热至35℃，当粘度降低后，用移液枪取2mlE-44环氧树脂加入烧杯中，加入固化剂，搅拌均匀后待用；其中，环氧树脂、固化剂质量比为2:1。
2.将镁合金表面除锈(酸洗)，选用2000目的Al2O3砂纸打磨，然后用有机溶剂超声清洗干净，所述的有机溶剂为丙酮；
3.将镁合金置于旋涂机上，用移液管将环氧树脂改性涂料旋涂在镁合金表面，重复5次。
4.旋涂结束后，将复合材料在真空干燥箱温度为80℃条件下干燥12h，获得所述镁合金基体表面的环氧树脂涂层。
实施例1
本实施例复合材料的制备过程，步骤如下：
1.制备草酸掺杂聚吡咯，步骤如下：
1.1)称取80ml乙醇和80ml去离子水制成1：1混合溶液装入烧杯中，称取2mmol草酸，并用移液枪取1.6ml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；
1.2)取6.2g FeCl3放入装有40ml去离子水的烧杯中使得Fe3+/吡咯＝4:1，磁力搅拌10min；
1.3)将步骤1.2)中溶液加入步骤1.1)溶液中继续搅拌反应30min；
1.4)反应完后，将合成物用离心机进行分离，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止；离心结束后，将合成物在真空干燥箱温度为80℃条件下干燥12h，得到草酸掺杂聚吡咯粉末。
2.制备草酸掺杂聚吡咯改性环氧树脂防腐涂料(即本发明的聚吡咯耐蚀防腐涂料)，步骤如下：
2.1)取0.02g草酸掺杂聚吡咯粉末置于1ml正丁醇中，超声分散30min；
2.2)取环氧树脂，加热至40℃，当粘度降低后，用移液枪取1mlE-51环氧树脂加入步骤2.1)分散液中，60℃下磁力搅拌至正丁醇完全挥发，此步骤在通风橱中进行。
2.3)待步骤2.2)中正丁醇完全挥发后，加入固化剂，搅拌均匀后待用，得到聚吡咯耐蚀防腐涂料；其中，环氧树脂、固化剂和聚合物的质量比为61:30.5:1。
3.在基体上制备草酸掺杂聚吡咯环氧树脂改性涂料耐蚀涂层，步骤如下：
3.1)将镁合金表面除锈(酸洗)，选用2000目的Al2O3砂纸打磨，然后用有机溶剂超声清洗干净，所述的有机溶剂为乙醇；
3.2)将镁合金置于旋涂机上，用移液管将环氧树脂改性涂料旋涂在镁合金表面，重复5次。
3.3)旋涂结束后，将复合材料在真空干燥箱温度为80℃条件下干燥12h，获得所述镁合金基体表面的复合导电耐蚀高分子涂层。
实施例2
本实施例复合材料的制备过程，步骤如下：
1.制备草酸掺杂聚吡咯，步骤如下：
1.1)称取60ml乙醇和80ml去离子水制成0.75：1混合溶液装入烧杯中，称取2.5mmol草酸，并用移液枪取2ml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40min；
1.2)取5.8g FeCl3放入装有45ml去离子水的烧杯中使得Fe3+/吡咯＝3:1，磁力搅拌20min；
1.3)将步骤1.2)中溶液加入步骤1.1)溶液中继续搅拌反应45min；
1.4)反应完后，将合成物用离心机进行分离，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止；离心结束后，将合成物在真空干燥箱温度为85℃条件下干燥11h，得到草酸掺杂聚吡咯粉末。
2.制备草酸掺杂聚吡咯改性环氧树脂防腐涂料(即本发明的聚吡咯耐蚀防腐涂料)，步骤如下：
2.1)取0.02g草酸掺杂聚吡咯粉末置于1.5ml正丁醇中，超声分散40min；
2.2)取环氧树脂，加热至40℃，当粘度降低后，用移液枪取1mlE-44环氧树脂加入步骤2.1)分散液中，62℃下磁力搅拌至正丁醇完全挥发，此步骤在通风橱中进行。
2.3)待步骤2.2)中正丁醇完全挥发后，加入固化剂，搅拌均匀后待用，得到聚吡咯耐蚀防腐涂料；其中，环氧树脂、固化剂和聚合物的质量比为60:29.5:1。
3.在基体上制备草酸掺杂聚吡咯环氧树脂改性涂料耐蚀涂层，步骤如下：
3.1)将镁合金表面除锈(酸洗)，选用2000目的Al2O3砂纸打磨，然后用有机溶剂超声清洗干净，所述的有机溶剂为丙酮；
3.2)将镁合金置于旋涂机上，用移液管将环氧树脂改性涂料旋涂在镁合金表面，重复5次。
3.3)旋涂结束后，将复合材料在真空干燥箱温度为85℃条件下干燥11h，获得所述镁合金基体表面的复合导电耐蚀高分子涂层。
实施例3
本实施例复合材料的制备过程，步骤如下：
1.制备十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯，步骤如下：
1.1)称取70ml乙醇和60ml去离子水制成1.17：1混合溶液装入烧杯中，称取2.5mmol十二烷基苯磺酸钠，并用移液枪取2ml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40min；
1.2)取5.8g FeCl3放入装有45ml去离子水的烧杯中使得Fe3+/吡咯＝3:1，磁力搅拌20min；
1.3)将步骤1.2)中溶液加入步骤1.1)溶液中继续搅拌反应45min；
1.4)反应完后，将合成物用离心机进行分离，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止；离心结束后，将合成物在真空干燥箱温度为85℃条件下干燥11h，得到十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯粉末。
2.制备十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯改性环氧树脂防腐涂料(即本发明的聚吡咯耐蚀防腐涂料)，步骤如下:
2.1)取0.02g十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯粉末置于1.5ml正丁醇中，超声分散40min；
2.2)取环氧树脂，加热至40℃，当粘度降低后，用移液枪取1mlE-44环氧树脂加入步骤2.1)分散液中，65℃下磁力搅拌至正丁醇完全挥发，此步骤在通风橱中进行。
2.3)待步骤2.2)中正丁醇完全挥发后，加入固化剂，搅拌均匀后待用，得到聚吡咯耐蚀防腐涂料；其中，环氧树脂、固化剂和聚合物的质量比为60:29.5:1。
3.在基体上制备十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯环氧树脂改性涂料耐蚀涂层，步骤如下：
3.1)将镁合金表面除锈(酸洗)，选用2000目的Al2O3砂纸打磨，然后用有机溶剂超声清洗干净，所述的有机溶剂为丙酮；
3.2)将镁合金置于旋涂机上，用移液管将环氧树脂改性涂料旋涂在镁合金表面，重复5次。
3.3)旋涂结束后，将复合材料在真空干燥箱温度为85℃条件下干燥11h，获得所述镁合金基体表面的复合导电耐蚀高分子涂层。
实施例4
本实施例复合材料的制备过程，步骤如下：
1.制备十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯，步骤如下：
1.1)称取80ml乙醇和60ml去离子水制成1.3：1混合溶液装入烧杯中，称取3mmol十二烷基苯磺酸钠，并用移液枪取2.5ml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50min；
1.2)取4.8g FeCl3放入装有50ml去离子水的烧杯中使得Fe3+/吡咯＝2:1，磁力搅拌30min；
1.3)将步骤1.2)中溶液加入步骤1.1)溶液中继续搅拌反应60min；
1.4)反应完后，将合成物用离心机进行分离，先后用甲醇和去离子水洗，直到滤液变为无色透明为止；离心结束后，将合成物在真空干燥箱温度为90℃条件下干燥10h，得到十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯粉末。
2.制备十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯改性环氧树脂防腐涂料(即本发明的聚吡咯耐蚀防腐涂料)，步骤如下:
2.1)取0.02g十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯粉末置于2ml正丁醇中，超声分散50min；
2.2)取环氧树脂，加热至45℃，当粘度降低后，用移液枪取2mlE-51环氧树脂加入步骤2.1)分散液中，65℃下磁力搅拌至正丁醇完全挥发，此步骤在通风橱中进行。
2.3)待步骤2.2)中正丁醇完全挥发后，加入固化剂，搅拌均匀后待用，得到聚吡咯耐蚀防腐涂料；其中，环氧树脂、固化剂和聚合物的质量比为59:29.5:1。
3.在基体上制备十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯环氧树脂改性涂料耐蚀涂层，步骤如下：
3.1)将镁合金表面除锈(酸洗)，选用2000目的Al2O3砂纸打磨，然后用有机溶剂超声清洗干净，所述的有机溶剂为乙醇；
3.2)将镁合金置于旋涂机上，用移液管将环氧树脂改性涂料旋涂在镁合金表面，重复5次。
3.3)旋涂结束后，将复合材料在真空干燥箱温度为90℃条件下干燥10h，获得所述镁合金基体表面的复合导电耐蚀高分子涂层。
测试1
将上述对比例1、实施例1-实施例4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2。
从测得的Tafel曲线明显可以看出掺杂聚吡咯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2所测数据可以得到表1。
表1
Figure BDA0002824382270000121
由表1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，十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯改性环氧树脂涂层的腐蚀电流更小，腐蚀电流密度最小为5.56×10-9A/cm2，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。
测试2
将上述对比例1、实施例1-4的产物进行阻抗谱的测试，结果如图3。
从测得的阻抗谱图可以看出，纯环氧树脂的模值是最小的，添加填料为十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯的模值最大，其次是向环氧树脂中加入草酸掺杂聚吡咯的涂料。可以得出环氧树脂对镁合金具有保护作用，且以十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯改性环氧树脂后，防护效果明显提高。
综上，十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯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。
从上述可以看出，本发明具有以下特点：
(1)本发明制备的掺酸导电高分子涂层，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)本发明掺酸聚吡咯用于添加到环氧树脂中，明显改善了环氧树脂的耐蚀性。且少量环氧树脂将聚合物粉末粘结在镁合金表面在保证导电性的情况下提高了高分子涂层的耐蚀性。
(3)本发明制备的涂料具有较好的涂料结合力，可达到标准要求，有很好的施工性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种聚吡咯耐蚀防腐涂料，其特征在于，其组分包括环氧树脂、固化剂和掺杂聚吡咯粉末，以质量比计，环氧树脂、固化剂和掺杂聚吡咯粉末的质量比为(60±1)：(30±0.5)：1；
所述掺杂聚吡咯粉末为草酸掺杂聚吡咯粉末或者十二烷基苯磺酸钠掺杂聚吡咯粉末；
掺杂聚吡咯粉末的制备过程包括：
将十二烷基苯磺酸钠或草酸加入乙醇水溶液中，充分搅拌溶解，得到溶液A；
向溶液A中加入吡咯单体，进行搅拌反应，充分反应后得到溶液B；
向溶液B中加入FeCl3水溶液，使得Fe3+与吡咯的摩尔比=(3±1)：1，进行搅拌反应，充分反应后得到混合液；
对所述混合液进行离心分离、洗涤、真空干燥，得到掺杂聚吡咯粉末；
其中，乙醇水溶液中，乙醇与水的体积比为(1±0.3)：1；每60-80ml乙醇对应加入2-3mmol十二烷基苯磺酸钠或草酸；每2-3mmol十二烷基苯磺酸钠或草酸对应加入1.6-2.5ml吡咯单体；FeCl3水溶液中，每40-50ml的溶剂对应的溶质为4.8-6.2g；
所述聚吡咯耐蚀防腐涂料的制备方法，包括如下过程：
将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末分 散液中，掺杂聚吡咯粉末分 散液中的分散剂为正丁醇；
然后进行搅拌，使正丁醇完全挥发；
再加入固化剂，搅拌均匀后得到所述聚吡咯耐蚀防腐涂料；
掺杂聚吡咯粉末分 散液中，掺杂聚吡咯粉末与正丁醇的物料比为0.02g：（1-2）ml；掺杂聚吡咯粉末与环氧树脂的物料比为0.02g：（1-2）ml；
将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末分散液前，先将环氧树脂加热至35-45℃，然后将环氧树脂加入掺杂聚吡咯粉末分 散液中；于60-65℃下进行磁力搅拌，使正丁醇完全挥发；
所述固化剂为聚酰胺固化剂，所述环氧树脂为E-44环氧树脂；
将十二烷基苯磺酸钠或草酸加入乙醇水溶液后，搅拌时间为10-20分钟；向溶液A中加入吡咯单体后，搅拌反应时间为30-50分钟；向溶液B中加入FeCl3水溶液后，搅拌反应时间为30min-60min；所述真空干燥的温度为80-90℃，真空干燥时间为10-12h。
2.权利要求1所述一种聚吡咯耐蚀防腐涂料的使用方法，其特征在于，包括如下过程：
将所述聚吡咯耐蚀防腐涂料涂覆于基体的表面，于80-90℃条件下真空干燥10-12h。
3.根据权利要求2所述的一种聚吡咯耐蚀防腐涂料的 使用方法，其特征在于，将聚吡咯耐蚀防腐涂料旋涂于基体的表面。
4.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料通过权利要求2或3所述的一种聚吡咯耐蚀防腐涂料的使用方法得到，包括基体和所述基体表面的涂层，所述涂层由所述聚吡咯耐蚀防腐涂料真空干燥后形成。
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