CN1903956A - 纳米SiO2/聚苯胺防腐蚀涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是涉及一种纳米防腐蚀涂料，即是用纳米SiO₂来改性聚苯胺的防腐蚀涂料的制备方法。属有机高分子涂料制备工艺技术领域。本发明的制备方法是：先将环氧树脂与聚苯胺粉体、改性纳米SiO₂粉体、稀释剂及其他辅料混合研磨，制得组分A；再将酚醛胺、聚酰胺、稀释剂均匀混合制得组分B；然后将组分A与组分B按13∶1的重量比混和；搅拌均匀，即制得纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀涂料。该涂料具有很好的防腐蚀性能。

Description

纳米SiO2/聚苯胺防腐蚀涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种纳米防腐蚀涂料，更详细地说是用纳米SiO₂来改性聚苯胺的防腐蚀涂料的制备方法，属有机高分子涂料制备工艺技术领域。

背景技术

金属腐蚀一直是我们所面临的一个难题。这不仅浪费了自然资源，而且对环境造成污染。随着各国对环境问题和经济问题的关注，开发研制高性能、无公害、经济型的防腐蚀工艺已成为金属防腐蚀课题的热点。由于聚苯胺具有以下特点：一、优异的电化学及化学性能；二、良好的环境稳定性；三、较高的导电率；四、独特的掺杂现象；五、生产原料价廉易得，制备方法简便。近年来，聚苯胺作为一种优良的防腐蚀材料逐渐引起重视，并且成为导电聚苯胺最有希望的应用领域。

目前所采用的聚苯胺型防腐涂料层的方法主要有以下三种：(1)电化学聚合。(2)共溶。(3)共混。其中采用共混的方法，使其与常规涂料成膜物质(如环氧树脂、聚丙烯酸树脂等)混合使用制成有机防腐蚀涂料进行涂敷，在金属表面形成有机涂层的方法是目前研究聚苯胺防腐性能和机理应用最多的。

有机防腐蚀涂料层对于金属的防腐蚀作用主要是以下三个方面：(1)涂层对环境中的腐蚀介质的阻隔和屏蔽作用。(2)有机涂层的静电作用。(3)漆膜的电阻效应。一般的有机涂层无论其致密性多好，都不可能形成绝对致密的涂层，由于涂层的成膜材料的物质结构和工艺上的原因，有三种“微孔”是不可能避免的。(1)成膜物质微粒间距或分子团形成的微孔，也叫“结构孔”。(2)涂料在成膜过程中由于空气或溶剂蒸汽溢出所形成的“微孔”也称“针孔”。(3)涂料的杂质，微小龟裂及其它涂层缺陷。有机涂层的“微孔”以及涂层与基体金属的结合力，是腐蚀介质源源不断地参与腐蚀电化学反应的重要因素。

由于常规涂层存在上述不可避免的“结构缺陷”，不可能对金属达到“绝对”的保护。也就是说，如果把金属的腐蚀过程看作是冶金过程的逆过程，这种过程是不断地自发地进行着，涂层的有效保护，只是延缓这种过程的进行速度。

随着涂料技术的发展，纳米复合涂料正以其独特的优良性能受到了人们的关注。纳米粒子具有小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等的新奇效应。利用纳米粒子的特性，将纳米粒子在传统有机涂料中分散后形成的纳米复合涂料(狭义上为纳米改性涂料)，能提高涂料的某些特性，因而成为涂料科技工作者的研究热点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的涂料耐腐蚀性方面的缺陷，即用纳米粉体来降低涂层的“结构缺陷”，并提出一种制备纳米SiO₂/聚苯胺涂料的工艺方法。

本发明一种纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

a.设计制订纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀涂料的配方，其包括A组分和B组分，各组分中的原料及其重量百分含量如下：

i.A组分：

环氧树脂：45～55％

聚苯胺：7～10％

稀释剂二甲苯或正丁醇：25～35％

填料氧化铁红：7～10％

偶联剂KH-560：0.5～1.5％

消泡剂甲基硅油：0.5～2.5％

防沉剂202P：0.5～1.5％

改性纳米SiO₂：1～5％

ii.B组分：

酚醛胺：25％

聚酰胺：71％

稀释剂正丁醇：4％

b.首先将上述A组分中的环氧树脂与聚苯胺加入稀释剂二甲苯或正丁醇后，混和均匀，随后放入球磨机中研磨2～4小时，使聚苯胺高度分散；然后再加入填料氧化铁红、偶联剂KH560、消泡剂甲基硅油、防沉剂202P，再研磨1～2小时；然后再加入用偶联剂KH-560改性的纳米SiO₂粉体，再在球磨机中研磨2～4小时，使纳米SiO₂粉体高度分散：

c.按上述B组分配方将酚醛胺、聚酰胺加入稀释剂正丁醇后，进行电磁搅拌或机械搅拌，使混和均匀；

d.将上述配制得到的A组分和B组分按13∶1的重量比混和均匀，即制得纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀涂料。

本发明方法制得的纳米SiO₂/聚苯胺涂料具有较高的致密度，减少毛细管作用，增强涂层对腐蚀介质的屏蔽作用，可降低涂层的“微孔缺陷”和“结构缺陷”，因而提高了聚苯胺涂料的耐腐蚀性。经连续盐雾耐腐蚀试验达960小时后，未发现涂层样品的腐蚀迹象。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实施例的工艺过程和步骤如下：

(1)A组分的制备：将重量百分比为49.5％的E-20环氧树脂、7.92％的不导电的本征态聚苯胺粉末与29.7％的稀释剂二甲苯混和均匀，随后放入于球磨机中研磨2小时，使聚苯胺研磨为100um左右的颗粒；然后加入7.92％的400目氧化铁红作填料、0.99％的KH-560偶联剂、1.98％的201甲基硅油消泡剂、0.99％的202P防沉剂，再研磨1.5小时，然后再加入1％的用偶联剂KH-560改性的纳米SiO₂粉体，再在球磨机中研磨2小时；

(2)B组分的制备：将重量百分比为25％的酚醛胺、71％的聚酰胺加入4％的正丁醇稀释剂后，进行电磁搅拌，使混和均匀

(3)将上述配制得到的A组分和B组分按13∶1的重量比混和均匀，即制得纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀材料。

上述的改性纳米SiO₂粉体的制备方法是：在安装有回流装置、置于恒温水浴中的三口烧瓶中加入60ml无水乙醇，加入0.2g硅烷偶联剂KH-560，搅拌均匀，随后加入10g纳米SiO₂，调节温度红70℃，反应2小时后，在80℃下回流40分蚀；冷却后离心分离，其沉淀用无水乙醇洗涤2～3次，再在110℃烘箱中干燥2小时，即可得到改性的菜油性纳米SiO₂粉体。

本实施例所制得的纳米SiO₂/聚苯胺涂料，经960小时连续盐雾试验，其涂膜的腐蚀面积仅为5％；而未经纳米SiO₂改性的普通涂料涂膜的腐蚀面积为15％。

实施例2

本实施例的工艺过程和步骤如下：

(1)A组分的制备：将重量百分比为48.5％的E-20环氧树脂、7.76％的不导电的本征态聚苯胺粉末与29.1％的稀释剂二甲苯混和均匀，随后放入于球磨机中研磨1.5小时，使聚苯胺研磨为100um左右的颗粒；然后加入7.76％的400目氧化铁红作填料、0.97％的KH-560偶联剂、1.94％的201甲基硅油消泡剂、0.97％的202P防沉剂，再研磨1.5小时，然后再加入3％用偶联剂KH-560改性的纳米SiO₂粉体，再在球磨机中研磨3小时；

(2)B组分的制备：将重量百分比为25％的酚醛胺、71％的聚酰胺加入4％的正丁醇稀释剂后，进行电磁搅拌，使混和均匀

(3)将上述配制得到的A组分和B组分按13∶1的重量比混和均匀，即制得纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀材料。

上述的改性纳米SiO₂粉体的制备方法同上述实施例1。

本实施例所制得的纳米SiO₂/聚苯胺涂料，经960小时连续盐雾试验，其涂膜的腐蚀面积为0，即无变化；而未经纳米SiO₂改性的普通涂料涂膜的腐蚀面积为15％。

实施例3

本实施例的工艺过程和步骤如下：

(1)A组分的制备：将重量百分比为47.5％的E-20环氧树脂、7.6％的不导电的本征态聚苯胺粉末与28.5％的稀释剂二甲苯混和均匀，随后放入于球磨机中研磨2小时，使聚苯胺研磨为100um左右的颗粒；然后加入7.6％的400目氧化铁红作填料、0.95％的KH-560偶联剂、1.9％的201甲基硅油消泡剂、0.95％的202P防沉剂，再研磨1.5小时，然后再加入5％用偶联剂KH-560改性的纳米SiO₂粉体，再在球磨机中研磨3小时；

(2)B组分的制备：将重量百分比为25％的酚醛胺、71％的聚酰胺加入4％的正丁醇稀释剂后，进行电磁搅拌，使混和均匀

(3)将上述配制得到的A组分和B组分按13∶1的重量比混和均匀，即制得纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀材料。

上述的改性纳米SiO₂粉体的制备方法同上述实施例1。

本实施例所制得的纳米SiO₂/聚苯胺涂料，经960小时连续盐雾试验，其涂膜的腐蚀面积为0，即无变化；而未经纳米SiO₂改性的普通涂料涂膜的腐蚀面积为15％。

Claims (1)

1.一种纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

a.设计制订纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀涂料的配方，其包括A组分和B组分，各组分中的原料及其重量百分含量如下：

i.A组分：

环氧树脂：45～55％

聚苯胺：7～10％

稀释剂二甲苯或正丁醇：25～35％

填料氧化铁红：7～10％

偶联剂KH-560：0.5～1.5％

消泡剂甲基硅油：0.5～2.5％

防沉剂202P：0.5～1.5％

改性纳米SiO₂：1～5％

ii.B组分：

酚醛胺：25％

聚酰胺：71％

稀释剂正丁醇：4％

b.首先将上述A组分中的环氧树脂与聚苯胺加入稀释剂二甲苯或正丁醇后，混和均匀，随后放入球磨机中研磨2～4小时，使聚苯胺高度分散；然后再加入填料氧化铁红、偶联剂KH560、消泡剂甲基硅油、防沉剂202P，再研磨1～2小时；然后再加入用偶联剂KH-560改性的纳米SiO₂粉体，再在球磨机中研磨2～4小时，使纳米SiO₂粉体高度分散：

c.按上述B组分配方将酚醛胺、聚酰胺加入稀释剂正丁醇后，进行电磁搅拌或机械搅拌，使混和均匀；

d.将上述配制得到的A组分和B组分按13∶1的重量比混和均匀，即制得纳米SiO₂/聚苯胺防腐蚀涂料。