本发明专利技术涉及一种高性能聚苯胺/三氧化二锰环氧复合防腐蚀涂料及其制备方法，属于材料合成及高性能防腐蚀涂料发明专利技术应用领域，将制备好的聚苯胺、三氧化二锰加入氮甲基吡咯烷酮中，搅拌一定时间后再将环氧树脂以及其它辅料按一定比例和先后顺序加入搅拌混合制得。与现有技术相比，本发明专利技术制得的复合涂料对304不锈钢具有优异的保护效果，相比单一的环氧树脂涂料，不锈钢基底腐蚀电流密度由5.01×10-9A·cm-2降低到7.94×10-11A·cm-2，保护效率达到98.4％。本方案方法新颖，操作简单，生产成本低，利于规模化生产。
【技术实现步骤摘要】
聚苯胺/H氧化二猛环氧复合防腐蚀涂料及其制备方法
本专利技术属于材料合成W及有机高分子涂料制备工艺
，尤其是涉及一种高 性能聚苯胺/H氧化二猛环氧复合防腐蚀涂料制备方法。
技术介绍
金属腐蚀不仅浪费了自然资源，而且对环境造成污染，全世界因为金属腐蚀所引 起的经济损失不可估量，由此所导致的安全事故多不胜数。随着各国对环境问题和各国经 济健康发展的关注，开发研制高性能、无公害、经济型的防腐蚀技术已成为金属防腐蚀课题 的研究热点。导电聚合物聚苯胺由于具有良好的导电性，结构多样，独特的惨杂机制和原料 易得等特点引起了研究者的广泛关注。自从DeBerry报道聚苯胺可对金属进行阳极保护W 来，许多研究者针对聚苯胺对金属的防护作用进行了大量的研究。 在金属表面制备聚苯胺（PANI)膜可W纯化金属表面，起到腐蚀防护作用。然而， 单一的聚苯胺膜由于其机械强度低，抗划伤性能差，在实际应用中受到很大的限制。将聚 苯胺与环氧树脂等成膜物质混合后制备复合涂层，可显著提高涂层的机械强度和防腐蚀性 能。此外，在聚苯胺中惨杂金属氧化物，可改变聚苯胺的电学和电化学性质。在聚苯胺复合 涂层中加入金属氧化物，如化0, Ti化和化2化等可W增加涂层的物理屏蔽作用，提高PANI 在基质中的分散均匀性并有利于在金属表面形成均匀的纯化膜。有关聚苯胺复合涂层中添 加H氧化二猛（Mn2〇3)的研究及其在金属防护中的应用尚未见报道。 目前聚苯胺溶解性差，在与成膜物质混合的过程中分散性不好，涂层长期浸泡在 腐蚀性的介质中物理屏蔽作用下降，耐水渗透性能差等问题尚未得到很好的解决，迫切需 要提供新型的涂料制备技术。 申请号为201210435622.8的中国专利公开了具有强粘附性的导电高分子聚苯 胺/ H氧化二猛复合涂层及其制法，属于材料合成W及高性能防腐材料专利技术应用领域。一 种具有强粘附性的导电高分子聚苯胺/H氧化二猛复合涂层，金属基体上生成氧化锋纳米 棒，再W聚苯胺/H氧化二猛复合涂料涂覆于金属基本上，膜层镶嵌在氧化锋纳米棒之中， 其中聚苯胺/H氧化二猛复合涂料是由原料聚苯胺与球形H氧化二猛按99 : 1-90 : 10 的质量比例范围混合，混合原料置于氮甲基化咯焼丽溶剂中，超声振荡，磁力揽拌反应6-48 小时制得。该专利中使用先在金属表面生成氧化锋纳米棒的方法提高膜层与金属基体的结 合力，但由于氧化锋纳米棒的自由生长难W形成致密均匀的结构，因此其与金属基底的结 合力仍然较弱，同时由于聚苯胺成膜性能差，该专利所得到的膜层机械强度低，膜层极易脱 落，难W大规模应用。本专利实际上是提供一种防腐涂料及其制备方法，本专利技术使用环氧树 脂作为成膜物质，大大提高了涂料的机械强度和与金属基体的粘附力，具有良好的屏蔽作 用。在制备方法上，相比此专利，材料制备的工艺流程相对简单，适于大规模生产和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是为了解决上述的技术问题而提供一种高性能聚苯胺/H氧 化二猛环氧复合防腐蚀涂料，该聚苯胺/ H氧化二猛/环氧树脂复合涂料能够充分发挥 Mn203的催化性能和聚苯胺阳极保护作用，两者协同作用促进在金属表面形成纯化膜，同时 环氧树脂作为成膜物质使涂层的机械强度和屏蔽作用显著增强，该涂料对金属基体具有较 强的防腐蚀作用。 本专利技术的目的之二在于提供上述的一种高性能聚苯胺/ H氧化二猛环氧复合防 腐蚀涂料的制备方法，该方法使用硫酸作为质子酸对聚苯胺进行惨杂，提高了聚苯胺与环 氧树脂的相容性。制备的H氧化二猛介孔微球形貌单一，结晶度较高，具有较高的催化活 性。同时该制备方法具有工艺相对简单，不需要复杂的设备、能耗低的特点。 本专利技术的目的可W通过W下技术方案来实现： -种高性能聚苯胺/ H氧化二猛环氧复合防腐蚀涂料制备方法，采用W下步骤： (1)聚苯胺制备： 向苯胺单体中加入硫酸溶液，磁力揽拌0.化，W过硫酸馈为氧化剂溶于去离子水 中，完全溶解后缓慢滴加至上述的苯胺的硫酸溶液中，滴加速率为2?5滴/砂，在冰水浴 条件下磁力揽拌反应2?化，陈化2化后得到墨绿色沉淀物息浊液，抽滤，依次用己醇和去 离子水洗涂产物至滤液无色，真空干燥24小时得到聚苯胺； (2) H氧化二猛制备： 将猛盐、矿化剂、表面活性剂、溶剂混合均匀，其中猛盐与矿化剂的摩尔比为 1 : 2?1 : 10,混合后加热揽拌使其完全溶解；将溶液转移到水热反应蓋中，反应蓋的容 积率为60%?90%，在120?22CTC反应3?4她，得到白色沉淀，将产物离也分离并洗涂 后在管式炉中于400?90(TC锻烧3?4她，得到H氧化二猛微粒； (3)聚苯胺/ H氧化二猛/环氧树脂复合涂料制备： 将聚苯胺和H氧化二猛微粒溶于稀释剂中，超声震荡30min，磁力揽拌2化，再加 入环氧树脂和消泡剂，继续揽拌2h，最后加入固化剂，揽拌30min，即得聚苯胺/立氧化二猛 /环氧树脂复合涂料。 [001引优选的，步骤（1)中所述的苯胺单体与过硫酸馈的物质的量之比为 1 : 0.8-1 : 1.2。 优选的，步骤（2)中，所述猛盐为己酸猛、巧樣酸猛或硝酸猛中的一种或几种；所 述矿化剂为己酸钟、碳酸氨馈或尿素中的一种或几种；所述表面活性剂为聚己二醇600、聚 己二醇800、聚己二醇2000或聚己二醇4000中的一种或几种； 所述溶剂采用丙丽、己醇、己二醇或1,2-丙二醇中的一种或几种。 优选的，步骤（3)中所述的稀释剂为N-甲基化咯焼丽，所述的消泡剂为己酸己醋， 所述的固化剂为聚醜胺，各组分采用W下重量份含量：环氧树脂30?45 ;聚苯胺2?10 ; H氧化二猛微粒0. 5?2. 5 ;稀释剂27. 5?57. 5 ;固化剂10?15 ;消泡剂0. 5?2. 5。 制备的聚苯胺/H氧化二猛/环氧树脂复合涂料具有优异的防腐蚀性能。通 过化fel曲线外推法，在质量分数为3. 5%的化Cl溶液中浸泡45天后的化fel曲线 可W得出，涂覆聚苯胺/H氧化二猛/环氧树脂复合涂层的样品的腐蚀电流密度为 7. 94X ? cnT2,而涂覆环氧树脂涂层的样品的腐蚀电流密度为5. Ol X ICT9A ? cnT2,复合 涂层的保护效率达到98. 4%。 与现有技术相比，本专利技术具有W下优点： I.本专利技术的一种聚苯胺/ H氧化二猛/环氧树脂复合涂料的制备方法，由于制备 过程中采用硫酸作为质子酸惨杂制备的聚苯胺与环氧树脂具有良好的相容性，解决了聚苯 胺与环氧树脂相容性差的问题，该可W减小聚苯胺与环氧树脂之间的界面缺陷，提高了涂 层的屏蔽性能。同时，W环氧树脂作为成膜物质，使聚苯胺结构中的胺基参与环氧固化过程 中的交联反应，进一步提高了聚苯胺/ H氧化二猛/环氧树脂复合涂层的致密性。 2.本专利技术的一种聚苯胺/ H氧化二猛/环氧树脂复合涂料的制备方法，由于制备 过程中使用的H氧化二猛介孔微球具有优异的催化活性，能够催化分解水生成活性氧，促 进聚苯胺与基体金属间的催化氧化活动，即Mn203微球的催化性能和聚苯胺的阳极保护作 用，两者协同作用促进聚苯胺/H氧化二猛/环氧树脂复合涂料在金属表面形成纯化膜，阻 碍腐蚀发生过程中的电荷转本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高性能聚苯胺/三氧化二锰环氧复合防腐蚀涂料及其制备方法，其特征在于，采用以下步骤： (1)聚苯胺制备： 向苯胺单体中加入硫酸溶液，磁力搅拌0.5h，以过硫酸铵为氧化剂溶于去离子水中，完全溶解后缓慢滴加至上述的苯胺的硫酸溶液中，滴加速率为2～5滴/秒，在冰水浴条件下磁力搅拌反应2～6h，陈化24h后得到墨绿色沉淀物悬浊液，抽滤，依次用乙醇和去离子水洗涤产物至滤液无色，真空干燥24小时得到聚苯胺； (2)三氧化二锰制备： 将锰盐、矿化剂、表面活性剂、溶剂混合均匀，其中锰盐与矿化剂的摩尔比为1∶2～1∶10，混合后加热搅拌使其完全溶解；将溶液转移到水热反应釜中，反应釜的容积率为60％～90％，在120～220℃反应3～48h，得到白色沉淀，将产物离心分离并洗涤后在管式炉中于400～900℃煅烧3～48h，得到三氧化二锰微粒； (3)聚苯胺/三氧化二锰/环氧树脂复合涂料制备： 将聚苯胺和三氧化二锰微粒溶于稀释剂中，超声震荡30min，磁力搅拌24h，再加入环氧树脂和消泡剂，继续搅拌2h，最后加入固化剂，搅拌30min，即得聚苯胺/三氧化二锰/环氧树脂复合涂料。
【技术特征摘要】
1. 一种高性能聚苯胺/三氧化二锰环氧复合防腐蚀涂料及其制备方法，其特征在于， 采用以下步骤： (1) 聚苯胺制备： 向苯胺单体中加入硫酸溶液，磁力搅拌0. 5h，以过硫酸铵为氧化剂溶于去离子水中，完 全溶解后缓慢滴加至上述的苯胺的硫酸溶液中，滴加速率为2?5滴/秒，在冰水浴条件下 磁力搅拌反应2?6h，陈化24h后得到墨绿色沉淀物悬浊液，抽滤，依次用乙醇和去离子水 洗涤产物至滤液无色，真空干燥24小时得到聚苯胺； (2) 二氧化二猛制备： 将锰盐、矿化剂、表面活性剂、溶剂混合均匀，其中锰盐与矿化剂的摩尔比为1 : 2? 1 : 10,混合后加热搅拌使其完全溶解；将溶液转移到水热反应荃中，反应荃的容积率为 60%?90%，在120?220°C反应3?48h，得到白色沉淀，将产物离心分离并洗涤后在管式 炉中于400?900°C煅烧3?48h，得到三氧化二锰微粒； (3) 聚苯胺/三氧化二锰/环氧树脂复合涂料制备： 将聚苯胺和三氧化二锰微粒溶于稀释剂中，超声震荡30min，磁力搅拌24h，再加入环 氧树脂和消泡剂，继续搅拌2h，最后加入固化剂，搅拌30min，即得聚苯胺/三氧化二锰/环 氧树脂复合涂料。2....
【专利技术属性】
技术研发人员：云虹，张志国，徐群杰，钱超，杨晨恺，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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