一种化学改性聚苯胺复合防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种化学改性聚苯胺复合防腐涂料及其制备方法，涉及防腐技术领域。本发明专利技术防腐涂料是在环氧固化剂存在的条件下，将改性聚苯胺分散于环氧树脂中得到；其中，改性苯胺单体聚合得到改性聚苯胺，所用改性苯胺单体通过特定长链改性剂与苯胺单体进行迈克尔加成反应得到。本发明专利技术化学改性聚苯胺复合防腐涂料能够实现长时间的金属材料防腐性能，在中性盐雾环境下表现出稳定的耐蚀性，并且制备工艺简单，成本低，不含有毒物质，适于广泛推广。适于广泛推广。适于广泛推广。

【技术实现步骤摘要】
一种化学改性聚苯胺复合防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及防腐
，特别是涉及一种化学改性聚苯胺复合防腐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属材料的腐蚀会消耗大量资源，造成重大的经济损失，同时容易引发灾难性事故，造成一系列的自然环境污染。因此，提高金属的防腐蚀性能，减少金属材料腐蚀造成的各项损失具有非常重要的现实意义。
[0003]目前解决金属材料腐蚀问题最常用的方法是进行金属表面处理，尤其是防腐涂料的制备方面尤为重要。聚苯胺通过氧化
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还原状态及掺杂
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脱掺杂状态的转变，可以与金属相互作用，这种作用会使金属基材的腐蚀电位发生正移而使金属处于钝化状态。因此，聚苯胺作为一种新型的绿色防腐材料，一直希望得到广泛的应用。
[0004]然而，聚苯胺具有分子链的骨架刚性强、加工成型困难，且纯聚苯胺与金属基底的粘结性差、利用率低等缺点，限制了其实际应用。因此，需要对聚苯胺进行改性，解决聚苯胺在涂料中的分散性和涂层的力学性能问题，进一步提高改性聚苯胺涂料的防腐性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种化学改性聚苯胺复合防腐涂料及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题。本专利技术利用化学键掺杂改性方式实现了聚苯胺材料的高疏水特性，基于本本专利技术的改性聚苯胺结构设计，复合防腐涂料的制备方案由于实现了聚苯胺的化学键掺杂改性，可以避免涂层在服役中掺杂剂脱掺杂而改变聚苯胺在树脂中的性能，从而影响涂料的防腐蚀性能。本专利技术所制备的复合防腐涂料具有较高的电化学阻抗模值，并在中性盐雾中保持长时间稳定，表现出良好的防腐蚀性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术技术方案之一：提供一种化学改性聚苯胺，以改性苯胺单体聚合得到；所述改性苯胺单体通过长链改性剂与苯胺单体进行迈克尔加成反应得到；
[0008]所述长链改性剂为全氟烷基甲基乙基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯或γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0009]本专利技术技术方案之二：提供上述化学改性聚苯胺在防腐涂料中的应用。
[0010]本专利技术技术方案之三：提供一种化学改性聚苯胺复合防腐涂料，该防腐涂料是在环氧固化剂存在的条件下，将改性聚苯胺分散于环氧树脂中得到；
[0011]所述改性聚苯胺以改性苯胺单体聚合得到；
[0012]所述改性苯胺单体通过长链改性剂与苯胺单体进行迈克尔加成反应得到；
[0013]所述长链改性剂为全氟烷基甲基乙基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
[0014]进一步地，所述环氧树脂为E44环氧树脂，所述环氧固化剂为聚酰胺树脂。
[0015]进一步地，分散体系中还含有溶剂和助剂；所述助剂包括流平剂和消泡剂。优选的，流平剂为德谦435，添加量为分散体系的0.2％；优选的，消泡剂为德谦5500，添加量为分散体系的0.2％。
[0016]进一步地，所述溶剂为二苯胺。
[0017]本专利技术可实现改性聚苯胺接触角大于150
°
，经化学改性后的聚苯胺均匀的分散在环氧树脂中，得到的化学改性聚苯胺复合防腐涂料在低碳钢等金属表面具有优异的防腐性能。
[0018]本专利技术技术方案之四：提供上述化学改性聚苯胺复合防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0019]首先利用长链改性剂对苯胺单体进行迈克尔加成反应，得到改性苯胺单体；之后通过改性苯胺单体聚合得到改性聚苯胺；最后在环氧固化剂存在的条件下，将改性聚苯胺分散于环氧树脂中，得到所述化学改性聚苯胺复合防腐涂料。
[0020]进一步地，所述苯胺单体与长链改性剂的摩尔比为5:1～1:1；所述改性聚苯胺与环氧固化剂、环氧树脂的质量比为(2g～50g):100g:100g。
[0021]进一步地，本专利技术采用化学氧化法制备改性聚苯胺，即所述聚合方式采用氧化聚合。
[0022]更进一步地，所述氧化聚合所用的氧化剂为过硫酸铵。
[0023]本专利技术中，所述化学氧化完成后，还包括离心、洗涤、干燥处理的步骤。
[0024]优选的，采用乙醇和水的混合物(体积比为1:1)进行洗涤；干燥采用真空干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为24h。
[0025]进一步地，所述迈克尔加成所用催化剂为三氟乙酸；优选添加量为长链改性剂和苯胺单体质量之和的0.2％；迈克尔加成反应时间为6h。
[0026]进一步地，所述氧化聚合的时间为24h，所述苯胺单体与过硫酸铵的摩尔比为1:1。优选采用过硫酸铵水溶液，溶液浓度优选为0.1mol/L。
[0027]更进一步地，本专利技术制备过程中将溶剂和助剂添加于分散体系中，按照上述优选方式进行添加。
[0028]本专利技术技术方案之五：提供上述化学改性聚苯胺复合防腐涂料在金属防腐领域中的应用。优选为低碳钢。
[0029]本专利技术所得化学改性聚苯胺与传统掺杂聚苯胺在结构上有很大的不同：传统掺杂聚苯胺的一般制备方法是在氧化苯胺单体时通过掺杂疏水性离子得到疏水或超疏水性聚苯胺，疏水性掺杂剂和聚苯胺间通过物理作用连接，在长期水性环境下，疏水性掺杂剂缓慢从聚苯胺粒子中脱掺杂出来，从而丧失超疏水性能；本专利技术所得化学改性聚苯胺通过迈克尔加成反应改性苯胺单体后氧化成改性聚苯胺(以PFMA改性聚苯胺为例，反应方程如下所示)，其掺杂为化学改性掺杂，疏水性掺杂剂不随服役时间的延长而脱掺杂，从而延长涂层的防护性能。
[0030][0031]本专利技术公开了以下技术效果：
[0032]本专利技术所得化学改性聚苯胺具有超疏水性，可实现接触角大于150
°
，该改性聚苯胺与环氧树脂复合后仍具有较好的疏水性能，与环氧树脂的致密隔绝性能和聚苯胺本身的钝化作用三者协同防腐，使本专利技术所得化学改性聚苯胺复合防腐涂料能够实现长时间的防腐性能，使得金属材料在中性盐雾环境下表现出稳定的耐蚀性。
[0033]本专利技术化学改性聚苯胺复合防腐涂料的制备工艺简单，成本低，不含有毒物质，适于广泛推广。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术实施例1制备的PFMA改性苯胺单体核磁共振氢谱图；
[0036]图2为本专利技术实施例4制备的KH570改性苯胺单体核磁共振氢谱图；
[0037]图3为本专利技术实施例7制备的BA改性苯胺单体核磁共振氢谱图；
[0038]图4为聚苯胺(对比例1制备)、PFMA改性聚苯胺(实施例1制备)、KH570改性聚苯胺(实施例4制备)和BA改性聚苯胺(实施例7制备)的红外光谱图。
具体实施方式
[0039]现详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学改性聚苯胺，其特征在于，以改性苯胺单体聚合得到；所述改性苯胺单体通过长链改性剂与苯胺单体进行迈克尔加成反应得到；所述长链改性剂为全氟烷基甲基乙基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯或γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。2.如权利要求1所述的化学改性聚苯胺在防腐涂料中的应用。3.一种化学改性聚苯胺复合防腐涂料，其特征在于，在环氧固化剂存在的条件下，将改性聚苯胺分散于环氧树脂中得到；其中，所述改性聚苯胺以改性苯胺单体聚合得到；所述改性苯胺单体通过长链改性剂与苯胺单体进行迈克尔加成反应得到；所述长链改性剂为全氟烷基甲基乙基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯或γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。4.根据权利要求3所述的化学改性聚苯胺复合防腐涂料，其特征在于，所述环氧树脂为E44环氧树脂，所述环氧固化剂为聚酰胺树脂。5.根据权利要求3所述的化学改性聚苯胺复合防腐涂料，其特征在于，将改性聚苯胺分散于环氧树脂的分散体系中还包括溶剂和助剂；所述助剂包括流平剂和消泡剂。6.如权利要求3
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱本峰，卫国英，杨雨萌，刘梦琰，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：