改性聚2,3‑二甲基苯胺高防腐性能材料的制备方法技术

改性聚2,3‑二甲基苯胺高防腐性能材料的制备方法，属于材料、能源及化工生产技术领域。先将纳米SiO2、纳米ZnO分别用KH‑560和钛酸酯偶联剂进行处理，取得偶联后的纳米SiO2和偶联后的纳米ZnO；再将偶联后的纳米SiO2、偶联后的纳米ZnO与聚2,3‑二甲基苯胺进行混合反应，取得改性聚2,3‑二甲基苯胺高防腐性能材料，该材料适用多用途环境，在防腐方面所具有的效果更佳优越。

【技术实现步骤摘要】
改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料的制备方法
本专利技术属于材料、能源及化工生产

技术介绍
聚2,3-二甲基苯胺(Poly(2,3-dimethylaniline),P3)作为聚苯胺(PANI)的一种衍生物，由于芳环上两个供电子基（-CH3）的不对称取代，有效地降低了聚合物链的刚性，减小了链间的作用力，从而提高了其在有机溶剂中的溶解性和分散性，也因此解决了PANI在防腐涂料中分散难的问题。另一方面，供电子基的存在也有利于提高材料的防腐性能，所以P3表现出了优于PANI的防腐性能，有望替代PANI成为一种新的防腐材料。申请号为201510329681.0的专利文献提供了一种海洋船舶专用耐水防腐蚀涂料，该防腐材料具有明显的局限性，该防腐材料所含有的二硫化钼对铜极具腐蚀性，用途有缺陷。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种高性能聚2,3-二甲基苯胺防腐材料的制备方法，使聚2,3-二甲基苯胺的防腐性能更加优越。本专利技术步骤如下：1）将纳米SiO2用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理，取得偶联后的纳米SiO2；将纳米ZnO用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理，取得偶联后的纳米ZnO；通过偶联剂处理的纳米无机填料可以使之与聚2,3-二甲基苯胺紧密联合在一起，原理在于：一端的烷氧基水解成硅羟基，取向于无机材料表面，同时与材料表面的羟基发生水解缩聚反应，从而完成异种材料间的偶联过程。2）将偶联后的纳米SiO2、偶联后的纳米ZnO与聚2,3-二甲基苯胺进行混合反应，取得改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料。本步骤的反应机理如下：纳米SiO2具有的纳米效应，如小尺寸效应、表面效应、量子效应、宏观量子隧道效应等，使其在与聚合物复合后对聚合物性能有显著的改进，许多研究成果表明加入了纳米SiO2的聚合物材料在机械性能、热性能等方面有较大的提高。顾元松等人提供了一个纳米二氧化硅复合材料的研究（南京工业大学学报，2003，（8）），使得聚合物的机械性能、热性能等方面有较大的提高。纳米ZnO具有高熔点，极好的抗腐蚀性能，极好的紫外线屏蔽能力及杀菌除臭性。将纳米ZnO应用于涂料中，制备新的功能型涂料，可望改善和提高传统涂料的防腐和其他性能，如复合涂料的附着力，耐冲击性、柔韧性、耐老化等。林初晓等人提供了一个纳米ZnO/聚苯胺复合防腐涂层的制备（材料开发与应用，2016，（8））。本专利技术将纳米SiO2、纳米ZnO同时改性聚2,3-二甲基苯胺，所制得的防腐材料，适用多用途环境，在防腐方面所具有的效果更佳优越，市场应用前景更佳广阔。进一步地，本专利技术所述聚2，3-二甲基苯胺与纳米SiO2、纳米ZnO的用料质量比为1∶0.15～0.2∶0.16～0.3。通过该用料比和以上工艺，本专利技术所制备的防腐材料冲击性能和耐热性能能得到显著提高。改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料的制备技术具有很好的抗腐蚀性能，原因如下：（1）体积效应。填充结构微孔。有机涂料无法避免成膜后残留结构微孔(10-7～10-9ｍ)，ZnO、SiO2纳米粉体正好能填充这一孔隙，常规重防腐涂层不能实现。因此，基本上杜绝了环境中腐蚀性介质渗入，实现环境中腐蚀介质在涂层中“零渗透”。（2）表面效应。通过偶联剂对纳米粒子进行偶联，提高了基体金属和涂层间键合强度。纳米粒子的表面效应,提高了被保护金属和涂层之间的结合强度，具有分子吸附-化学吸附-扩散结合-化学键结合等多种结合形式。在纳米涂层中，所形成的涂层-基体金属表面结合的“结合力”，远远大于腐蚀电化学反应物对涂层与金属表面的扩张应力，使得金属-涂层之间由于电解液和氧的存在而形成的腐蚀电化学反应失去了向四周延伸的空间，不能继续进行下去而达到抑制腐蚀的目的。（3）光学效应。防腐涂料抗腐蚀性能的发挥，在很大程度上取决于涂层的完整性和耐久性，即在涂层的服役期内，有尽可能长的使寿命，而纳米ZnO、SiO2改性聚合物的光学效应，能有效地抵御紫外线照射对有机高分子涂层的降解作用，而使涂层的防腐寿命得到延长，从而改善了涂层的防腐蚀性能。附图说明图1为改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料的扫描电镜图。图2为采用本专利技术纳米改性聚合物防腐材料涂覆金属表面在放大20000倍下的扫描电镜图。图3为未涂覆防腐材料金属表面在放大20000倍下的扫描电镜图。图4为N2环境下单一聚2,3-二甲基苯胺与改性防腐材料的热重损失曲线图。图5为O2环境下单一聚2,3-二甲基苯胺与改性防腐材料的热重损失曲线图。具体实施方案一、制备材料：说明：并专利技术中所使用的药品均为市售产品或实验室常规药品。例一：将纳米SiO2用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.1g纳米SiO2和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的纳米SiO2。将纳米ZnO用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.15g纳米ZnO和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的纳米ZnO。称取聚2,3-二甲基苯胺0.5g放入50ml小烧杯中，与处理后的上述两种偶联后纳米材料混合，机械搅拌反应，得到改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料。例二：将纳米SiO2用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.1g纳米SiO2和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的SiO2。将纳米ZnO用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.18g纳米ZnO和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的ZnO。称取聚2,3-二甲基苯胺0.6g放入50ml小烧杯中，与处理后的上述两种偶联后纳米材料混合，机械搅拌反应，得到改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料。例三：将纳米SiO2用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.14g纳米SiO2和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的SiO2。将纳米ZnO用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.15g纳米ZnO和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的ZnO。称取聚2,3-二甲基苯胺0.7g放入50ml小烧杯中，与处理后的上述两种偶联后纳米材料混合，机械搅拌反应，得到改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料。例四：将纳米SiO2用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.14g纳米SiO2和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的SiO2。将纳米ZnO用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.24g纳米ZnO和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的ZnO。称取聚2,3-二甲基苯胺0.8g放入50ml小烧杯中，与处理后的上述两种偶联后纳米材料混合，机械搅拌反应，得到改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料。例五：将纳米SiO2用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.14g纳米SiO2和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的SiO2。将纳米ZnO用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理：将0.15g纳米ZnO和0.7gKH-560、0.6g钛酸酯偶联剂混合，取得偶联后的ZnO。称取聚2,3-二甲基苯胺0.9g放入50ml小烧杯中，与处理后的上述两种偶联后纳米材料混合，机械搅拌反应，得到改性聚2,3-二本文档来自技高网...

【技术保护点】
改性聚2,3‑二甲基苯胺高防腐性能材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）将纳米SiO2用KH‑560和钛酸酯偶联剂进行处理，取得偶联后的纳米SiO2；将纳米ZnO用KH‑560和钛酸酯偶联剂进行处理，取得偶联后的纳米ZnO；2）将偶联后的纳米SiO2、偶联后的纳米ZnO与聚2,3‑二甲基苯胺进行混合反应，取得改性聚2,3‑二甲基苯胺高防腐性能材料。

【技术特征摘要】
1.改性聚2,3-二甲基苯胺高防腐性能材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）将纳米SiO2用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理，取得偶联后的纳米SiO2；将纳米ZnO用KH-560和钛酸酯偶联剂进行处理，取得偶联后的纳米ZnO；2）将偶联后的纳米S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天晴，林海鹏，汤海清，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32