一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，将疏水性含氟单体、亲水性磺酸单体、乳化剂在引发剂作用下进行自由基聚合，制备出一端有亲水基团，另一端是疏水长链端的大分子含氟共聚物表面活性剂。然后以自制的含氟共聚物表面活性剂作为掺杂剂，通过化学氧化聚合法制备出具有超疏水链段的聚苯胺，使得产品具有良好的超疏水性。结合聚苯胺自身的防腐特性，进一步提高聚苯胺的长效防腐能力。本发明专利技术以廉价的环氧树脂E‑44为基体树脂，将超疏水聚苯胺作为填料，加入环氧树脂中，制备出超疏水聚苯胺/环氧树脂复合防腐涂料，然后将其均匀的涂覆于金属‑表面，进行成膜，制备系列高性能的复合防腐涂层。本发明专利技术产品制备工艺简单，成本低廉，耐久性好等优点，具有广泛的市场应用前景。

Preparation method of super hydrophobic polyaniline composite anticorrosive coating

The invention discloses a preparation method of a superhydrophobic polyaniline composite anticorrosive coating. The hydrophobic fluorine monomer, hydrophilic sulfonic acid monomer and emulsifier are free radical polymerized under the action of an initiator to prepare a macromolecular fluorine-containing copolymer surfactant with a hydrophobic group at one end and a hydrophobic long chain at the other end. Then polyaniline with superhydrophobic segment was prepared by chemical oxidation polymerization with fluorine-containing copolymer surfactant as dopant, which made the product have good superhydrophobicity. Combined with the anticorrosive properties of polyaniline, it can further improve the long-term anticorrosive capability of polyaniline. A superhydrophobic polyaniline/epoxy resin composite anticorrosive coating is prepared by adding superhydrophobic polyaniline as filler and low-cost epoxy resin E_44 as matrix resin. Then, the superhydrophobic polyaniline/epoxy resin composite anticorrosive coating is uniformly coated on the metal surface to form a film and a series of high-performance composite anticorrosive coatings are prepared. The product of the invention has the advantages of simple preparation process, low cost and good durability, and has a wide market application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法
本专利技术涉及有机涂料防腐涂层及其制备
，特别涉及一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法。
技术介绍
随着国家科技与经济的高速发展，金属材料在工程建设方面的使用量也随之加大。但在金属材料的使用过程中，腐蚀是其致命问题之一，严重制约了建筑工程、海洋工程以及航运的发展。金属的腐蚀可能导致巨大的经济损失和灾难事故，威胁人类的安全。由此科学家们开始关注金属腐蚀的研究，拓展出新的研究领域—防腐科学。腐蚀防护的方法有很多种，如电化学保护，缓蚀剂保护，有机涂层保护等。但有机涂层的使用是当今保护金属在腐蚀环境中腐蚀最有效的方法之一，使用最为广泛。比如近年来用的最多的聚氨酯涂料，环氧树脂涂料，聚丙烯酸酯涂料等。聚苯胺(PANI)是近年来研究非常广泛的导电高分子材料之一，且对金属材料具有一定的抗蚀作用及优异的防腐性能。目前市场上使用较多的是聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、醇酸树脂有机涂层，能提高金属的耐腐蚀性，也有通过使用改性聚苯胺作为填料，加入环氧树脂中做成涂料，然后涂覆在金属材料表面，对金属的腐蚀启到阻碍或延缓作用。在制备改性聚苯胺的过程中，多数用的是小分子表面活性剂对聚苯胺直接进行改性，这样获得的产品有良好的疏水性，对腐蚀防护有一定的促进作用，但最终产品的耐久性比较差，即因为随着时间的推移，进行改性用的小分子表面活性剂容易迁移，使产物的疏水性能降低，防腐蚀能力变差。也有一些制备方法，直接用含氟类的酸，如全氟辛酸等对聚苯胺进行改性，这种方法制备的产物显示良好的超疏水性，防腐性能优异，且随着时间的推移，防腐能力下降较小。但缺点是产物中氟含量很大，并且原料成本较高，不利于产业化。
技术实现思路
为克服现有市场产品的不足，本专利技术的目的是提供一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，本专利技术超疏水性聚苯胺复合防腐涂料具有价格低廉，氟含量较小，使用的掺杂剂为自制的大分子共聚物，不易迁移，耐久性良好等优点。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：a，按重量份计，向干燥反应器中加入0.05～0.15份非离子乳化剂和0.05～0.15份阴离子乳化剂的复合物、0.8～1.1份亲水性单体、0.9～1.2份疏水性单体，反应温度60～90℃下充分搅拌，制得单体/乳化剂混合液A；b，在搅拌条件下，向混合液A中加入2～3份引发剂，引发单体间的聚合反应，制得预乳液B；c，将7.2～9.9份亲水性单体、8.1～10.8份疏水单体和4～6份引发剂同时滴加入预乳液B中，反应温度为60～90℃，制得含氟共聚物表面活性剂；d，以含氟共聚物表面活性剂作为制备聚苯胺的掺杂剂，称取含氟共聚物掺杂剂1～5份，苯胺5～10份放于反应器中搅拌，然后将2～5份引发剂逐滴加入反应器，反应得到聚苯胺溶液；e，将聚苯胺溶液真空抽滤，洗涤直至滤液呈中性，最后将产物真空干燥，得到超疏水性聚苯胺；f，将超疏水性聚苯胺粉末作为填料，加入聚合物基体树脂中，充分搅拌均匀后即可制得超疏水性聚苯胺复合防腐涂料。步骤c中，单体滴加时间控制在3～4h，引发剂滴加结束时间晚于单体滴加结束时间0.5～1h，递交完成后继续搅拌反应1h。步骤d中，滴加时间控制在0.5～1h，递交完成后继续搅拌反应24h。步骤e中，洗涤采用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，干燥温度为30～45℃。步骤f中，超疏水性聚苯胺占聚合物基体树脂固体质量的2～4％。所述非离子乳化剂为非离子型辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO7中一种或两种以上任意配比的混合物；所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、十二烷基硫酸钠中一种或两种以上任意配比的混合物。所述亲水性单体为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、衣康酸、顺丁烯二酸中一种或两种以上任意配比的混合物。所述疏水单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯中一种或两种任意配比的混合物。所述引发剂为过硫酸铵(APS)、偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或两种任意配比的混合物。所述聚合物基体包含环氧树脂、聚氨酯、聚丙烯酸酯、醇酸树脂的一种或两种任意配比的混合物。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术的制备方法，将疏水性含氟单体、亲水性磺酸单体、乳化剂在引发剂作用下进行自由基聚合，制备出一端有亲水基团，另一端是疏水长链端的大分子共聚物表面活性剂。制备超疏水性聚苯胺过程中，使用的掺杂剂是自制的一种含有疏水连段和亲水链段的大分子含氟共聚物表面活性剂，在合成聚苯胺的过程中，对其进行掺杂，获得超疏水性聚苯胺，具有较好的耐腐蚀性能。然后在化学氧化聚合法合成聚苯胺的过程中，将自制的共聚物表面活性剂作为掺杂剂，制备出具有超疏水链段的聚苯胺，使得产物具有良好的超疏水性。结合聚苯胺自身的防腐特性，进一步提高聚苯胺的长效防腐能力。本专利技术以廉价的环氧树脂E-44为基体树脂，将制备好的聚苯胺粉末作为填料，加入环氧树脂中，制备出环氧树脂有机涂料，然后将其均匀的涂覆于金属马口铁板表面，进行成膜，通过电化学工作站对其防腐性能进行研究。本专利技术产品具有价格低廉，氟含量较小，使用的掺杂剂为自制的大分子共聚物，不易迁移，耐久性良好等优点。放置30天之后，再进行电化学性能测试，结果表明，随着时间的推移，其防腐蚀能力下降较小，稳定性较好。具体实施方式本专利技术提供一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：共聚物表面活性剂的制备工艺如下：a，按重量份计，向干燥反应器中加入0.05～0.15份非离子乳化剂和0.05～0.15份阴离子乳化剂的复合物、0.8～1.1份亲水性单体、0.9～1.2份疏水性单体，反应温度60～90℃下充分搅拌10～30min，制得单体/乳化剂混合液A；b，在搅拌条件下，向混合液A中加入2～3份引发剂，引发单体间的聚合反应，反应时间15～30min，制得预乳液B；c，将7.2～9.9份亲水性单体、8.1～10.8份疏水单体和4～6份引发剂同时滴加入预乳液B中，反应温度为60～90℃，单体滴加时间控制在3～4h，引发剂滴加结束时间晚于单体滴加结束时间0.5～1h，再继续搅拌反应1h，制得含氟共聚物表面活性剂。超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备工艺如下：d，以含氟共聚物表面活性剂作为制备聚苯胺的掺杂剂，称取含氟共聚物掺杂剂1～5份，苯胺5～10份放于反应器中，25℃下磁力搅拌1～2h，然后将2～5份引发剂逐滴加入反应器，滴加时间控制在0.5～1h，继续搅拌24h后得到聚苯胺溶液；e，将聚苯胺溶液经真空泵抽滤，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤，直至滤液呈中性，最后将产物置于30～45℃的真空干燥箱中干燥48h，即得到超疏水性聚苯胺。f，将超疏水性聚苯胺粉末作为填料，加入聚合物基体树脂中，充分搅拌均匀后即可制得超疏水性聚苯胺复合防腐涂料。超疏水性聚苯胺占聚合物基体树脂固体含量的2～4％时性能较佳。其中，所述非离子乳化剂为非离子型辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a，按重量份计，向干燥反应器中加入0.05～0.15份非离子乳化剂和0.05～0.15份阴离子乳化剂的复合物、0.8～1.1份亲水性单体、0.9～1.2份疏水性单体，反应温度60～90℃下充分搅拌，制得单体/乳化剂混合液A；b，在搅拌条件下，向混合液A中加入2～3份引发剂，引发单体间的聚合反应，制得预乳液B；c，将7.2～9.9份亲水性单体、8.1～10.8份疏水单体和4～6份引发剂同时滴加入预乳液B中，反应温度为60～90℃，制得含氟共聚物表面活性剂；d，以含氟共聚物表面活性剂作为制备聚苯胺的掺杂剂，称取含氟共聚物掺杂剂1～5份，苯胺5～10份放于反应器中搅拌，然后将2～5份引发剂逐滴加入反应器，反应得到聚苯胺溶液；e，将聚苯胺溶液真空抽滤，洗涤直至滤液呈中性，最后将产物真空干燥，得到超疏水性聚苯胺；f，将超疏水性聚苯胺粉末作为填料，加入聚合物基体树脂中，充分搅拌均匀后即可制得超疏水性聚苯胺复合防腐涂料。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a，按重量份计，向干燥反应器中加入0.05～0.15份非离子乳化剂和0.05～0.15份阴离子乳化剂的复合物、0.8～1.1份亲水性单体、0.9～1.2份疏水性单体，反应温度60～90℃下充分搅拌，制得单体/乳化剂混合液A；b，在搅拌条件下，向混合液A中加入2～3份引发剂，引发单体间的聚合反应，制得预乳液B；c，将7.2～9.9份亲水性单体、8.1～10.8份疏水单体和4～6份引发剂同时滴加入预乳液B中，反应温度为60～90℃，制得含氟共聚物表面活性剂；d，以含氟共聚物表面活性剂作为制备聚苯胺的掺杂剂，称取含氟共聚物掺杂剂1～5份，苯胺5～10份放于反应器中搅拌，然后将2～5份引发剂逐滴加入反应器，反应得到聚苯胺溶液；e，将聚苯胺溶液真空抽滤，洗涤直至滤液呈中性，最后将产物真空干燥，得到超疏水性聚苯胺；f，将超疏水性聚苯胺粉末作为填料，加入聚合物基体树脂中，充分搅拌均匀后即可制得超疏水性聚苯胺复合防腐涂料。2.根据权利要求1所述的一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤c中，单体滴加时间控制在3～4h，引发剂滴加结束时间晚于单体滴加结束时间0.5～1h，递交完成后继续搅拌反应1h。3.根据权利要求1所述的一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤d中，滴加时间控制在0.5～1h，递交完成后继续搅拌反应24h。4.根据权利要求1所述的一种超疏水性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤e中，洗涤采用蒸馏水和无水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海花，李焱宇，费贵强，严涛，王佼，邵彦明，朱科，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61