一种制备水性苯胺乳液复合防腐蚀涂层材料的方法技术

一种制备水性苯胺乳液复合防腐蚀涂层材料的方法，该涂层材料是聚苯胺和水性环氧树脂的复合涂料，该复合涂料是利用连续滴加引发剂方法进行苯胺的乳液聚合的方法先合成聚苯胺乳液，其中正十二烷基苯磺酸为乳化剂，过硫酸铵为引发剂。然后将制备的聚苯胺乳液与EP-20水性环氧树脂混合，即可制备水性苯胺乳液复合防腐蚀涂层材料。该复合涂料可以直接应用于金属的防腐蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术利用乳液聚合的方法合成了可以直接使用的水性聚苯胺乳液，并将其与水性环氧树脂乳液共混复合，制得水性聚苯胺复合涂层材料。技术背景金属的腐蚀是指金属在腐蚀环境中，发生电化学或化学作用而遭到破坏的现象。金属的腐蚀遍及国民生活各个领域和行业，并带来巨大的损失。据统计，每年在欧美工业发达国家因腐蚀造成的钢铁报废量约占总产量的20%，30%的工业设备因腐蚀生锈而失效，直接经济损失约占国民生产总产值的1%-4%。就我国而言，每年腐蚀造成的直接经济损失也十分可观，有人统计，腐蚀造成的直接经济损失大约占国民经济净产值的3%-4%，这和其他国家数据相仿。腐蚀造成的间接损失比较难统计，一般是直接损失的几倍，如我国中原油田，2010年度，管线、容器穿孔8345次，更换油管总长590km，直接经济损失7000多万元，而产品流失、停产损失、效率损失和环境污染等造成的腐蚀间接损失高达两个亿。因此，对防腐蚀材料与技术的研究具有重要的现实意义。防止金属腐蚀的方法主要有四种。一、涂、镀非金属和金属保护层。二、提高金属材料的内在腐蚀性能。三、电化学保护。四、处理腐蚀介质。其中涂料防腐因其操作简单易行、经济实惠，经抛光修整后的漆膜平整光滑，装饰性好，耐腐蚀，耐酸，耐碱，耐油性等优点而被广泛的应用。但是传统采用的涂层由于受自身材料性质及工艺的限制，其对基体金属的腐蚀防护作用往往不理想。另外，传统的防锈涂料不仅含有大量有机溶剂，而且还含有许多有毒颜料，对环境造成了极大污染，这些都与社会经济可持续发展战略的要求不相适应。因此，向水溶性方向发展即制备绿色涂层材料是正在变革工艺中所追求的目标之一。聚苯胺是苯胺单体在酸性溶液中经化学氧化或电化学氧化制备得到的，其主链上含有交替的苯环和氮原子，因其有优良的环境稳定性和良好的导电性能。在酸性介质中，用电化学方法合成聚苯胺膜层并将其涂覆在金属表面，发现该膜层能够有效阻止空气、水和盐分发挥作用，可以使金属表面活性降低，遏止金属生锈和腐蚀，这种涂层方法不但对外界介质本身形成物理隔离，更把金属腐蚀限制在了膜基界面上，从而使金属的腐蚀电位升高。这种优质的导电高分子聚苯胺膜层防腐方法引起了人们的注意。大量的实验研究和结果表明，聚苯胺涂料对金属具有其他功能涂料不可比拟的阳极保护作用。目前，开发聚苯胺系防腐涂料已经成为功能高分子领域一个新热点。由于聚苯胺链的强刚性和分子链间比较强的分子间作用力，使得它的成膜性和溶解性非常差，因此必须与其他组分复合才便于施工和达到理想的防腐效果。现行聚苯胺防腐涂料的研究与开发多是集中在聚苯胺/环氧树脂、聚苯胺/聚氨酯等共混体系。然而现在的共混体系大部分是溶剂型，释放出来的有机挥发物对人体健康有严重损害。随着环保意识的增强，控制有机挥发物的排放越来越受到世人的重视，许多国家都制定了相应的控制标准，使涂料的研制和发展方向愈加明确，即寻求有机挥发物不断降低、直至为零的涂料，因而水性树脂涂料成为人们研究的热点。
技术实现思路
为解决有机挥发物对环境污染的问题，本专利技术将聚苯胺作为功能乳液填料分别与水性环氧树脂乳液、水性氟碳乳液复合，充分利用聚苯胺对金属优良的保护性能，以期制备出防腐蚀性能优良、无环境污染的金属防腐蚀涂料。1、水性聚苯胺乳液的制备。采用连续滴加引发剂方法进行苯胺(Ani)的乳液聚合，将一定量的乳化剂和去离子水加入到装有电动搅拌机、温度计的250ml三口瓶中，先搅拌1h。直到烧瓶内的乳化剂水溶液变成均匀的混合溶液，然后加入一定量的苯胺继续搅拌至均匀，以一定的速度滴加引发剂(APS)的水溶液，随着引发剂的滴加，烧瓶中依次出现白色、黄色、绿色、墨绿色。滴加完毕后再反应6h。即制得稳定的聚苯胺乳液，所得产物为墨绿色。将部分聚苯胺乳液用丙酮破乳、离心、洗涤数遍后抽滤，再用去离子水清洗，以除去乳化剂及剩余的氧化剂、单体等。将抽滤后的产物在室温放置一天后，在40℃下真空烘干12小时，研磨。2、水性聚苯胺/环氧树脂乳液复合防腐蚀涂层材料的制备。称取一定量制得的聚苯胺乳液，按一定质量比加入到水性环氧树脂乳液中，搅拌40min至均匀；再向该混合乳液中加入水性环氧树脂固化剂，继续搅拌20min制得水性聚苯胺复合防腐蚀涂层材料。附图说明图1是正十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺反应过程。图2是聚苯胺乳胶粒子的透射电镜照片。具体实施方式1、水性聚苯胺乳液的制备。采用连续滴加引发剂方法进行苯胺的乳液聚合，图1为正十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺反应过程。将乳化剂正十二烷基苯磺酸和去离子水加入到装有电动搅拌机、温度计的250ml三口瓶中，其中正十二烷基苯磺酸的质量分数为1%，搅拌1h。直到烧瓶内的正十二烷基苯磺酸水溶液变成均匀的混合溶液，然后加入苯胺，使苯胺的质量分数为0.6%，继续搅拌至均匀，以一定的速度滴加引发剂过硫酸铵的水溶液至苯胺和过硫酸铵的质量比为1:1，随着引发剂的滴加，烧瓶中依次出现白色、黄色、绿色、墨绿色。滴加完毕后再反应6h。即制得稳定的聚苯胺乳液，所得产物为墨绿色。将聚苯胺乳液用丙酮破乳、离心、洗涤数遍后抽滤，再用去离子水清洗，以除去乳化剂及剩余的氧化剂、单体等。将抽滤后的产物在室温放置一天后，在40℃下真空烘干12小时，研磨。2、水性聚苯胺/环氧树脂乳液复合防腐蚀涂层材料的制备。本专利技术使用EP-20型水性环氧树脂，表1为EP系列水性环氧树脂乳液技术指标。分别称取聚苯胺乳液和水性环氧树脂乳液，其质量比1:1，搅拌40min至均匀；再向该混合乳液中加入水性环氧树脂固化剂，继续搅拌20min制得水性聚苯胺复合防腐蚀涂层材料。表1为EP系列水性环氧树脂乳液技术指标。附图2为聚苯胺乳胶粒子的透射电镜照片，从图中可以看出聚苯胺乳胶粒子均匀分布，呈棒状，透射电镜下聚苯胺乳胶粒子分布均匀，形态规整，粒子长约1μm，直径约250nm，有利于聚苯胺乳液的分散和稳定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备水性苯胺乳液复合防腐蚀涂层材料的方法，该涂层材料是聚苯胺和水性环氧树脂的复合涂料，可以直接应用于金属的防腐蚀。

【技术特征摘要】
1.一种制备水性苯胺乳液复合防腐蚀涂层材料的方法，该涂层材料是聚苯胺和水性环氧树脂的复合涂料，可以直接应用于金属的防腐蚀。
2.根据权利要求1所述的制备水性苯胺乳液复合防腐蚀涂层材料的方法，其特征是聚苯胺乳液和水性环氧树脂乳液直接混合而成。
3.根据权利要求1所述的制备水性苯胺乳液复合防腐蚀涂层材料的方法，其特征是乳化剂为正十二烷基苯磺酸，质量分数为1%。
4.根据权利要求1所述的制备水性苯胺乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亚夫，
申请(专利权)人：许亚夫，
类型：发明
国别省市：辽宁;21