CN1243852A - 导电聚苯胺无溶剂防腐涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于导电聚苯胺防腐涂料的制备方法。该方法提供一种以本征态聚苯胺/脂肪族多元胺溶液作为环氧树脂混合固化剂,与稀释剂,消泡剂,增塑剂等共混,不加任何溶剂,获得一种新型无溶剂,无污染的防腐涂料。特别适用作船舶的防腐涂料。

Description

导电聚苯胺无溶剂防腐涂料的制备方法

本发明属于导电聚苯胺防腐涂料的制备方法。

金属腐蚀一直是材料工业所面临的一个重要难题。目前，我国每年金属腐蚀损失约占当年金属产量的1/10，数字相当惊人。其中海洋环境引起的金属腐蚀占有很大的比例。而目前船舶常用防腐涂料大部分都含有大量的有机溶剂，在涂覆过程中必然对环境造成较大危害。另一方面，由于现行船舶防腐底漆涂料主要采用有机或无机富锌涂料，依靠大量消耗重金属锌来达到防腐目的，不仅受到锌的资源制约，还对海洋环境造成严重污染。因此寻找新型无污染防腐涂料已是一个必然趋势。

德国的Wessling研究小组在1994年报道了用聚苯胺(PAn)/N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液涂覆在钢板上，再涂覆上一层环氧树脂，可作为金属防腐涂料。但必须在高沸点溶剂如N-甲基吡咯烷酮(pb.203℃)中方能制成涂料。美国Wei Yen等人报道了用胺封端苯胺低聚体溶解在NMP中，用其作为环氧树脂的固化剂，将其与环氧树脂共混，涂覆在冷轧钢棒上，发现其有较好的防腐性能。但仍离不开高沸点的NMP。这对实际的涂料工业是不适合的。

本发明的目的是提供一种导电聚苯胺无溶剂防腐涂料的准备方法，即由本征态聚苯胺、环氧树脂、固化剂、稀释剂，消泡剂，增塑剂等共混，不加任何溶剂，经搅拌、研磨、振荡，获得一种新型无溶剂防腐涂料的制备方法。

这种防腐涂料的防腐机理，一般认为聚苯胺具有一定的氧化还原电位，它使钢铁的表面发生氧化，并达到铁的钝化电位，使铁的表面生成一层致密的Fe₃O₄氧化层，阻止了铁的进一步氧化。

本发明的聚苯胺防腐涂料的组成和制备方法如下：

(1)聚苯胺，结构如下：

y在0与1之间，R_i为C_nH_2n+1O；

(2)环氧树脂，采用E35、E42、E44等不同分子量双酚A型环氧树脂；

(3)固化剂：采用脂肪族多元胺，如：二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯五胺，多乙烯多胺等；

(4)稀释剂：采用丁醇，异丙醇，高级一元醇的缩水甘油醚，脂肪族缩水甘油酯，聚丙二醇和聚乙二醇的缩水甘油醚，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，#501活性稀释剂；

(5)消泡剂：主要采用脂肪酸C₃-C₁₀烷基酯，氧化乙烯低聚物。甲基硅油；

(6)增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二辛酯，磷酸三甲酚酯；

制备步骤如下：

1)取本征态聚苯胺，电磁搅拌下加入到脂肪族多元胺中溶解，浓度控制在0.1％～20％W之间，电磁搅拌1～3h，经过滤，制备出混合固化剂；

2)称取环氧树脂10～15g，加入稀释剂10～50％，消泡剂0.2～3.0％，增塑剂5～50％，电磁搅拌，混合均匀，再加入0.5～1％混合固化剂，搅拌1～3h，静止0.5～3h；

3)将以上配制好的涂料，涂覆在经处理后的钢板上，控制厚度10～200μm，室温下10～24h固化，得到一层均匀透明的蓝色漆膜；

将涂好涂料的钢板侵在3.5％NaCl溶液中，室温、空气中放置2个月，将涂层从钢板上起下来，观察钢板表面腐蚀情况，发现钢板表面有一层致密黑色的物质，经XPS检测证明其为Fe₃O₄和Fe₂O₃，用刀片将这层氧化物刮掉，发现其底层仍为光亮的金属铁，说明涂层具有很好的防腐效果。利用电化学测塔菲尔曲线方法，测其腐蚀速度为0.01-0.05μA/cm²。

本发明可通过调节各组分的比例，在不需要添加任何溶剂，不需要复杂工艺和设备的前提下，制备出一种新型的防腐涂料。

本发明可通过喷涂，刷涂等方法，制备出具有不同厚度的防腐涂料。

本方明提供的实施例如下：

实施例1：

将1.0g本征态聚苯胺，溶解在30ml二乙烯三胺中，电磁搅拌1小时，用G1磨沙玻璃漏斗过滤。制备出混合固化剂。称取环氧树脂(E35)10.0g，加入异丙醇4.0g，甲基硅油0.1g，邻苯二甲酸二丁酯2.0g，电磁搅拌2小时，混合均匀。再加入混合固化剂1.0g，电磁搅拌均匀。静止0.5h。将以上涂料用刷子刷涂在经除油、除绣处理过的45^#钢板上，干膜厚度控制在100μm左右。室温固化5h。

实施例2：

将3.0g本征态聚苯胺，溶解在40ml四乙烯基五胺中，电磁搅拌2小时，用G1磨沙漏斗过滤。制备出混合固化剂。

称取环氧树脂(E42)10.0g，加入#501活性稀释剂2.0g，甲基硅油0.1g，邻苯二甲酸二丁酯2.0g，电磁搅拌2小时，混合均匀。再加入混合固化剂1.0g，电磁搅拌均匀。静止1h。将以上涂料用刷子刷涂在经处理过的45^#钢板上，干膜厚度控制在100μm左右。室温固化5h。

实施例3：

将3.0g本征态聚苯胺，溶解在40ml三乙烯四胺中，电磁搅拌2小时，用G1磨沙漏斗过滤。制备出混合固化剂。

称取环氧树脂(E44)12.0g，加入丁醇2.0g，甲基硅油0.1g，邻苯二甲酸二丁酯2.0g，电磁搅拌2小时，混合均匀。再加入混合固化剂1.0g，超声波处理2小时。静止1h。将以上涂料用刷子刷涂在经处理过的钢板上，干膜厚度控制在100μm左右。室温固化5h。

实施例4：

将3.0g本征态聚苯胺，溶解在40ml二甲撑三胺中，电磁搅拌2.5小时，用G1磨沙漏斗过滤。制备出混合固化剂。

称取环氧树脂(E42)11.0g，加入二丙酮醇2.0g，甲基硅油0.1g，邻苯二甲酸二辛酯2.0g，将混合物加入到三角瓶中，加入玻璃珠后振荡2小时，混合均匀。再加入混合固化剂1.0g，超声波处理1小时。静止1h。将以上涂料用刷子刷涂在经处理过的钢板上，干膜厚度控制在90μm左右。室温固化5h。

实施例5：

将3.0g本征态聚苯胺，溶解在40ml二乙叉三胺中，电磁搅拌5小时，用G1磨沙漏斗过滤。制备出混合固化剂。

称取环氧树脂(E44)10.0g，加入异丙醇2.0g，甲基硅油0.1g，磷酸三甲酚酯2.0g，将混合物加入到三角瓶中，超声波处理2小时，混合均匀。再加入混合固化剂1.0g，电磁搅拌1小时。静止1h。将以上涂料用刷子刷涂在经处理过的钢板上，干膜厚度控制在100μm左右。室温固化5h。

实施例6：

将2.0g本征态聚苯胺，溶解在30ml二乙基氨基丙撑胺中，超声波处理1小时，电磁搅拌2小时，用G1磨沙漏斗过滤。制备出混合固化剂。

称取环氧树脂(E44)15.0g，加入异丙醇2.0g，甲基硅油0.1g，邻苯二甲酸二丁酯2.0g，电磁搅拌5小时，混合均匀。再加入混合固化剂1.0g，电磁搅拌均匀。静止0.5小时。将以上涂料用刷子刷涂在经除油、除绣处理过的45^#钢板上，干膜厚度控制在100μm左右。室温固化10小时。

实施例7：

将3.0g本征态聚苯胺，溶解在20ml己二胺中，超声波处理1小时，电磁搅拌2小时，用G1磨沙漏斗过滤。制备出混合固化剂。

称取环氧树脂(E42)13.0g，加入异丙醇2.0g，甲基硅油0.1g，邻苯二甲酸二丁酯2.0g，电磁搅拌5小时，混合均匀。再加入混合固化剂1.0g，电磁搅拌均匀。静止0.5小时。将以上涂料刷涂在经处理过的45^#钢板上，干膜厚度控制在100μm左右。室温固化24小时。

实施例8：

将3.0g本征态聚苯胺，溶解在20ml间二乙烯三胺中，超声波处理2小时，电磁搅拌1小时，用G1磨沙漏斗过滤。制备出混合固化剂。

称取环氧树脂(E35)10.0g，加入异丙醇2.0g，甲基硅油0.1g，邻苯二甲酸二丁酯2.0g，电磁搅拌5小时，混合均匀。再加入混合固化剂1.0g，电磁搅拌均匀。静止0.5小时。将以上涂料刷涂在经处理过的45^#钢板上，干膜厚度控制在100μm左右。室温固化24小时。

Claims (1)

1.一种导电聚苯胺无溶剂防腐涂料的制备方法，其特征在于采用的组分为：

(1)聚苯胺，结构如下：

y在0与1之间，R_i为C_nH_2n+1O；

(2)环氧树脂，采用E35、E42、E44等不同分子量双酚A型环氧树脂；

(3)固化剂：采用脂肪族多元胺，如：二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯五胺，多乙烯多胺等；

(4)稀释剂：采用丁醇，异丙醇，高级一元醇的缩水甘油醚，脂肪族缩水甘油酯，聚丙二醇和聚乙二醇的缩水甘油醚，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，#501活性稀释剂；

(5)消泡剂：主要采用脂肪酸C₃-C₁₀烷基酯，氧化乙烯低聚物。甲基硅油；

(6)增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二辛酯，磷酸三甲酚酯等；

制备步骤如下：

1)取本征态聚苯胺，电磁搅拌下加入到脂肪族多元胺中溶解，浓度控制在0.1％～20％W之间，电磁搅拌1～3h，经过滤，制备出混合固化剂；

2)称取环氧树脂10～15g，加入稀释剂10～50％，消泡剂0.2～3.0％，增塑剂5～50％，电磁搅拌，混合均匀，再加入0.5～1％混合固化剂，搅拌1～3h，静止0.5～3h；

3)将以上配制好的涂料，涂覆在经处理后的钢板上，控制厚度10～200μm，室温下10～24h固化，得到一层均匀透明的蓝色漆膜。