【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于金属构件的导电防腐涂料及其制备方法,更加具体地说,涉及纳米复合导电防腐涂料及其制备方法。
技术介绍
金属材料是重要的工程材料,在国民经济建设中发挥着广泛的作用。但是金属材料在含水或潮湿的环境下容易发生腐蚀,不仅金属材料本身受损而且会使金属整体结构遭到破坏。每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属产量的1/3。在石油、化工、农药等工业生产中,因腐蚀而造成的滴、漏、冒等事故,不但造成了经济损失,而且还使有毒物质外泄,造成环境污染、危及人类生命。因此,金属的腐蚀问题越来越受到世界各国的重视。对金属材料的防护主要以涂敷防腐蚀涂料为主,如普通有机涂料和含有重金属缓蚀剂的涂料等。涂敷于金属构件表面的涂料,使腐蚀介质和基体金属隔离开来,从而隔绝了基体金属发生腐蚀需要的电化学条件。涂料对金属的屏蔽作用,有:(a)物理屏蔽作用,涂料中颜料的作用是单纯的机械阻挡作用,没有化学活化作用。属于这一类的涂料通常含有铝粉、云母、玻璃鳞片、不锈钢片等颜料;(b)化学屏蔽作用,如钝化作用、络合作用、电化学作用等;(c)物理化学屏蔽作用,即以上两种情况的结合。但涂层本身作为物理阻隔层,难以完全阻止氧气、氢离子等对金属的腐蚀,并且重金属还会危害到人的健康和环境。随着各国对环境问题和经济问题的关注,开发更有效的、环境友好的、经济型防腐蚀涂料已成为涂料发展的重要趋势。导电涂料 是一种具有导电和排除积累静电荷能力的功能性涂料,其发展至今已有半个多世纪的历史。1948年美国将银和环氧树脂制成导电胶,这是最早公开的导电涂料;随后英、日等国相继研制出导电涂料。早在上世 ...
【技术保护点】
一种纳米复合导电防腐涂料,其特征在于,采用有机酸十二烷基苯磺酸(DBSA)作为掺杂剂掺杂聚苯胺,使用碳纳米管和环氧树脂进行复合,按照下述步骤进行制备:步骤1,对碳纳米管(CNT)进行改性利用98wt%浓硫酸和65wt%浓硝酸,按浓硫酸和浓硝酸体积比3:1的比例配制王水;然后按碳纳米管与王水的质量体积比(1~20)mg:(50~55)mL的比例称取碳纳米管(CNT)和王水,将称取的碳纳米管分散在王水中混合均匀,进行超声分散后进行水洗至中性,烘干研磨后得到表面羟基化的CNT;步骤2,制备有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料按照质量比称取表面改性后的碳纳米管、苯胺和过硫酸铵,并溶于磷酸中引发苯胺聚合反应,以制备磷酸掺杂态聚苯胺?碳纳米管复合物,以氨水进行去掺杂后利用十二烷基苯磺酸进行再次掺杂,以得到有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料,其中所述表面改性后的碳纳米管、苯胺和过硫酸铵的质量份数比为(0.001—0.03):(9—28):(22—70);步骤3,纳米复合导电防腐涂料的制备按照质量比称取有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料、固化剂、环氧 ...
【技术特征摘要】
1.一种纳米复合导电防腐涂料,其特征在于,采用有机酸十二烷基苯磺酸(DBSA)作为掺杂剂掺杂聚苯胺,使用碳纳米管和环氧树脂进行复合,按照下述步骤进行制备:步骤1,对碳纳米管(CNT)进行改性利用98被%浓硫酸和65wt%浓硝酸,按浓硫酸和浓硝酸体积比3:1的比例配制王水;然后按碳纳米管与王水的质量体积比(1~20)mg: (50~55)mL的比例称取碳纳米管(CNT)和王水,将称取的碳纳米管分散在王水中混合均匀,进行超声分散后进行水洗至中性,烘干研磨后得到表面羟基化的CNT ;步骤2,制备有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料按照质量比称取表面改性后的碳纳米管、苯胺和过硫酸铵,并溶于磷酸中引发苯胺聚合反应,以制备磷酸掺杂态聚苯胺-碳纳米管复合物,以氨水进行去掺杂后利用十二烷基苯磺酸进行再次掺杂,以得到有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料,其中所述表面改性后的碳纳米管、苯胺和过硫酸铵的质量份数比为(0.001-0.03):(9—28):(22—70);步骤3,纳米复合导电防腐涂料的制备按照质量比称取有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料、固化剂、环氧树脂和稀释剂,依次将有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料、环氧树脂和固化剂放入稀释剂中,超声分散并搅拌均匀,静置熟化后即得到复合涂料,其中所述有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料、固化剂、环氧树脂和稀释剂的质量份数比为(0.2~3.0): (8~12):20:2 ;所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44,其平均环氧值为0.44 ;所述固化剂为低分子量聚酰胺固化剂651,其胺值为380~420。所述稀释剂为甲基吡咯烷酮。`2.根据权利要求1所述的一种纳米复合导电防腐涂料,其特征在于,在所述步骤2中,所述表面改性后的碳纳米管、苯胺和过硫酸铵的质量份数比优选(0.01 — 0.03):(15-25):(30—60)。3.根据权利要求1所述的一种纳米复合导电防腐涂料,其特征在于,在所述步骤3中,所述有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料、固化剂、环氧树脂和稀释剂的质量份数比优选(1.5~3.0):(8~12):20:2 ;所述静置熟化为30~40分钟,以期溶剂挥发、固化剂和环氧树脂之间反应,实现涂料需要的粘度。4.根据权利要求1所述的一种纳米复合导电防腐涂料,其特征在于,在所述步骤1中,所述碳纳米管选择单壁碳纳米管或者多壁碳纳米管,管长10-30 μ m、直径为10-20nm。5.根据权利要求1所述的一种纳米复合导电防腐涂料,其特征在于,在所述步骤2中,具体来说,按照下述步骤进行:(1)将称取的改性碳纳米管和苯胺溶于100ml的l.0mol/L磷酸中,并将称取的过硫酸铵溶于100ml的1.0mol/L磷酸中,并利用冰水浴进行预冷处理;将预冷的过硫酸铵_磷酸溶液于lh内滴加到预冷的碳纳米管-苯胺溶液中,并不断搅拌、反应温度为0~5°C ;滴加完毕后,继续搅拌4h以保证聚合完全;将制备的墨绿色聚合物过滤,并用乙醇和去离子水洗涤至滤液至中性;之后放置于真空干燥箱中,在65°C和0.01MPa的条件下干燥24h ;(2)取干燥后的磷酸掺杂态聚苯胺-碳纳米管复合物,溶于500mL浓度为lmol/L的氨水中搅拌4h进行去掺杂;随后用砂芯漏斗抽滤,再用乙醇和去离子水洗涤至滤液至中性;后放置于真空干燥箱中,在65°C和0.01MPa的条件下干燥24h,得到去掺杂态聚苯胺;(3)将去掺杂后的聚苯胺-碳纳米管复合粒子溶于500mL浓度为1.0mol/L的十二烷基苯磺酸中,搅拌4h ;对获得的墨绿色产物进行过滤,然后用乙醇和去离子水洗涤至滤液至中性;后放置于真空干燥箱中,在65°C和0.01MPa的条件下干燥24h,得到再掺杂态有机酸十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺与碳纳米管的复合材料。6.一种纳米复合导电防...
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