CN1733836A - 防腐涂料用环氧/聚苯胺复合基料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种防腐涂料用环氧/聚苯胺复合基料的制备方法。以环氧树脂作为分散剂，将苯胺或其衍生物单体分散于其中，室温条件下，通过聚合、掺杂工艺，直接制备环氧/聚苯胺复合基料。该方法工艺简单、生产成本低、后续处理简便适于工业生产。该复合基料具有良好的成膜性、流平性和优良的防腐性能。此复合基料可用来制备防腐涂料以及抗电磁、电致发光等材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种防腐涂料用环氧/聚苯胺复合基料的制备方法。
背景技术
目前，在世界范围内进行着大量的有关聚苯胺合成和应用的研究。聚苯胺作为可导电高分子材料，由于它原料易得，导电性好，在环境中稳定，被认为是最有希望得到实际应用的高聚物。但它难于溶解，据报道，它只能溶于诸如甲酸、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等少数强极性溶剂；它不能熔融，在200℃左右就已经分解；它跟其他物质的共混性很差，以上因素限制了它的加工和应用。因此，对聚苯胺的改性及其功能复合物的合成研究成为热点领域。
聚苯胺膜对金属有很强的防腐功能。一般认为聚苯胺具有一定的氧化还原电位，它使钢铁的表面发生氧化，并达到铁的钝化电位，使铁的表面生成一层致密的Fe3O4氧化层，阻止了铁的进一步氧化。因此聚苯胺防腐涂料，尤其是环氧基型聚苯胺防腐涂料的开发与应用研究引起了人们的广泛关注。
环氧树脂具有优良的黏接性、低收缩性、耐化学药品性等优良的特性，因此被广泛用作聚苯胺防腐涂料的成膜基。
目前防腐涂料用环氧/聚苯胺复合基料的制备，通常有以下几种方法：1.首先在无机填料表面聚合聚苯胺，再将此类填料与环氧树脂混合，如专利CN1401718A；2.首先制备聚苯胺分散液，再与环氧树脂类成膜物共混，如专利CN1215744A；3.专利CN1429258A所述方法为：首先将聚苯胺溶于特定固化剂溶液中，再与环氧树脂混合；4.将聚苯胺粉末与环氧树脂等成膜物共混，如专利：CN1243852A、CN1385486A、CN1358812A、CN1441039A，此类制备工艺最大的弊端在于使用了制备好的聚苯胺材料，因为聚苯胺材料不但价格昂贵，而且其制备过程存在着工艺复杂、成本高、环境污染等诸多方面的问题。专利CN1127267A描述了一种以热塑性树脂为分散剂制备聚苯胺复合物的方法，该方法所采用的热塑性成膜物的附着力及耐介质性能均较本发明所述热固性环氧树脂差。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺简单、低成本且环境友好的防腐涂料用环氧/聚苯胺复合基料。
本发明所涉及的防腐涂料用环氧/聚苯胺复合基料的制备方法，其步骤如下：
1)称取一定量的环氧树脂至反应装置中，加热到50～60℃，搅拌均匀，冷却到15～25℃；
2)加入一定量苯胺单体，用盐酸调节反应体系pH值，使pH值在0至4之间；
3)滴加一定量氧化剂溶液，反应2～5小时，静置分层，倾出水层后得到环氧/聚苯胺复合基料；
4)向此复合基料中加入低分子聚酰胺固化剂，此固化剂与环氧树脂质量比为1∶3，搅拌均匀后在经过处理的钢板上涂膜；
5)把涂好的膜放在室温下晾置一段时间，使其呈半干状态，然后将其放入烘箱中，设定烘箱温度为60～100℃，干燥一段时间，使膜全干，即得环氧树脂/聚苯胺复合膜。上述步骤2)中加入的苯胺单体化学结构式为：
式中，R1、R2、R3、R4、R5分别是—H、—CH3、—NO2、—F、—Cl、—OCH3、—C2H5、—Br和/或—I；
上述步骤1)所述的环氧树脂选自E35、E42、E44等不同分子量的双酚A型环氧树脂；
上述步骤3)的氧化剂选自过硫酸铵、重铬酸钾、高锰酸钾、氯酸钾、氧化铅、氧化铁、氯化铜以及双氧水；
上述步骤2)中pH值在0至4之间；
上述步骤2)中苯胺单体与环氧树脂的质量比为1∶10至1∶4；
上述步骤3)中氧化剂与苯胺单体的质量比范围在3∶4至7∶4；本发明的特点在于：
1.在环氧树脂分散相中直接聚合掺杂聚苯胺，不但工艺简单，成本低，而且环境友好；
2.由于采用环氧树脂作为成膜基料，不但使成膜物具有良好的防腐性，而且具有优异的附着力、耐介质等综合性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，下述实施例中腐蚀电位的测定是把膜板放在3.5％的NaCl水溶液中，用PS-168电化学测量***测定其塔费尔曲线。
实施例1
称取10g环氧树脂至50ml的烧杯中，加热到50～60℃，搅拌均匀，冷却到15～25℃，加入苯胺单体2g，用盐酸调节体系pH值为1，滴加含2g过硫酸铵的12ml溶液，反应2.5h，静置分层，倾出水层后得到环氧/聚苯胺复合基料。然后向此复合基料中加入3.5g低分子聚酰胺固化剂，搅拌均匀后在经过处理的钢板上涂膜，先把涂好的膜放在室温下晾置一段时间，然后将其放入烘箱中，在60℃下干燥一段时间，可得环氧树脂/聚苯胺复合物膜。
对比例1
取长春应用化学研究所生产的商品聚苯胺粉末和环氧树脂在与实施例1相近的比例条件下共混，加入相同比例的固化剂，在相同的干燥工艺条件下制板。
实施例1和对比例1样板腐蚀电位的测试结果见表1：
表1
| 实施例1 对比例1 |
| 腐蚀电位(V) -0.243 -0.428 |
显然，在同等实验条件下，前者的腐蚀电位明显优于后者。并且实施例1中的膜光泽性、流平性均较好，此膜呈墨绿色。
实施例2～3
改变苯胺单体的用量，实施例2苯胺单体的用量为1g，实施例3苯胺单体的用量为1.5g，其它条件跟实施例1相同。复合膜腐蚀电位的测试结果见表2：
表2
| 实施例2 实施例3 |
| 腐蚀电位(V) -0.413 -0.409 |
实施例4～5
改变氧化剂的用量，实施例4氧化剂的用量为1.8g，实施例5氧化剂的用量为2.5g，其它的条件跟实施例1相同。复合膜腐蚀电位的测定结果见表3：
表3
| 实施例4 实施例5 |
| 腐蚀电位(V) -0.321 -0.422 |
将以上的实施例与对比例的数据归纳如下，见表4
| 实施例 1 2 3 4 5 对比例 |
| 腐蚀电位(V) -0.243 -0.413 -0.409 -0.321 -0.422 -0.428 |
由表4可以看出，采用本发明所描述的防腐涂料用环氧/聚苯胺复合基料的制备方法不仅工艺简单、成本低、环境友好，而且和目前市场上的商品聚苯胺相比较，在防腐性能方面有显著的提高。
Claims (6)
1.一种防腐涂料用环氧/聚苯胺复合基料的制备方法，其特征是步骤如下：
1)称取一定量的环氧树脂至反应装置中，加热到50～60℃，搅拌均匀，冷却到15～25℃；
2)加入一定量苯胺单体，用盐酸调节反应体系pH值，使pH值在0至4之间；
3)滴加一定量氧化剂溶液，反应2～5小时，静置分层，倾出水层后得到环氧/聚苯胺复合基料；
4)向此复合基料中加入低分子聚酰胺固化剂，此固化剂与环氧树脂质量比为1∶3，搅拌均匀后在经过处理的钢板上涂膜；
5)把涂好的膜放在室温下晾置一段时间，使其呈半干状态，然后将其放入烘箱中，设定烘箱温度为60～100℃，干燥2～4小时，即得环氧树脂/聚苯胺复合膜。
2.根据权利要求1所述环氧/聚苯胺复合基料的制备方法，其特征在于步骤2)中加入的苯胺单体化学结构式为：
式中，R1、R2、R3、R4、R5分别是-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br和/或-I。
3.按照权利要求1所述环氧/聚苯胺复合基料的制备方法，其特征在于步骤1)所述的环氧树脂选自E35、E42、E44等不同分子量的双酚A型环氧树脂。
4.按照权利要求1所述环氧/聚苯胺复合基料的制备方法，其特征在于步骤3)的氧化剂选自过硫酸铵、重铬酸钾、高锰酸钾、氯酸钾、氧化铅、氧化铁、氯化铜以及双氧水。
5.按照权利要求1所述环氧/聚苯胺复合基料的制备方法，其特征在于步骤2)中苯胺单体与环氧树脂的质量比为1∶10至1∶4。
6.按照权利要求1所述环氧/聚苯胺复合基料的制备方法，其特征在于步骤3)中氧化剂与苯胺单体的质量比范围在3∶4至7∶4。
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