[發明專利]一種超疏水性聚苯胺耐腐蝕材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610145871.1
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105801849B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 徐惠;陳泳;劉嘉悅;翟鈞;趙澤婷;唐靖
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08G81/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明屬于高分子功能材料領域，具體涉及一種具有超疏水性和良好耐腐蝕性的聚苯胺涂層材料的制備方法。

背景技術

金屬腐蝕會嚴重危害到人類的生命財產安全。聚苯胺具有獨特的摻雜機制、良好的環境穩定性和電化學性能，性價比高、與有機樹脂相容性好、使用方便，是一種符合時代和科技發展的環境友好型涂層材料。聚苯胺防腐蝕機理被普遍解釋為其自身氧化還原過程中對金屬產生鈍化作用，在金屬表面形成一層穩定的鈍化膜，從而對金屬起到保護作用。近年來，超疏水表面因其能夠有效阻止腐蝕性物質向金屬表面擴散而被應用于金屬防護。把疏水材料的超疏水性能和導電聚合物的優異性能相結合，將超疏水導電聚合物用于金屬防護具有重要意義。

目前聚苯胺超疏水表面主要通過兩種方法制備：一種在制備過程中通過共聚、摻雜引入疏水基團或利用表面活性劑控制反應條件來構建聚苯胺的多分級的微納米（粗糙）結構，另一種是在聚苯胺材料表面修飾含氟酸或硅氧烷等一類低表面能物質以使材料表面由親水轉變為疏水，涉及的制備技術有印記、噴涂、陽極氧化、層層自組裝及模板法等，多數制備過程相對較復雜且條件苛刻、引入的疏水基團成本較高且涂層中可能含氟而具有一定的毒性，單純利用表面活性劑對聚苯胺表面修飾改性制備超疏水聚苯胺的工作尚未見文獻報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種超疏水性聚苯胺耐腐蝕材料的制備方法。

本發明是一種超疏水性聚苯胺耐腐蝕材料的制備方法，其步驟為：

（1）首先將苯胺溶于酸溶液超聲分散得到透明溶液，加入溶于相同濃度酸溶液中的過硫酸銨作為引發劑，于冰水浴中靜置反應6小時，產物抽濾，洗滌，烘干，研磨，得到墨綠色的聚苯胺；

（2）其次將所制的聚苯胺置于不同濃度的表面活性劑溶液中改性處理。所用的表面活性劑分別為聚乙二醇-10000、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉的任一種或一種以上；將產品抽濾，洗滌，烘干，研磨，得到超疏水聚苯胺。

本發明具有如下優點：制備方法簡單、成本低、無有毒試劑，分別以非離子表面活性劑聚乙二醇-10000，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨及陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉對聚苯胺進行修飾改性，通過調節表面活性劑濃度以及改性時間，可以獲得具有良好耐腐蝕性能的超疏水聚苯胺材料。

附圖說明

圖1 為實施案例2中制備的聚苯胺電鏡掃描照片與水的接觸角，圖2為實施案例5中制備的聚苯胺電鏡掃描照片與水的接觸角，圖3為實施案例8中制備的聚苯胺電鏡掃描照片與水的接觸角，圖4為實施案例11中制備的聚苯胺電鏡掃描照片與水的接觸角。

圖5為不銹鋼電極與分別利用實施案例2，實施案例5，實施案例8，實施案例11制備的聚苯胺涂覆不銹鋼電極在3.5%NaCl溶液中的的Tafel極化曲線。

圖6 為不銹鋼電極與分別利用實施案例2，實施案例5，實施案例8，實施案例11制備的聚苯胺涂覆不銹鋼電極在3.5%NaCl溶液中的交流阻抗圖。

具體實施方式

本發明是一種超疏水性聚苯胺耐腐蝕材料的制備方法，其步驟為：

（1）首先將苯胺溶于酸溶液超聲分散得到透明溶液，加入溶于相同濃度酸溶液中的過硫酸銨作為引發劑，于冰水浴中靜置反應6小時，產物抽濾，洗滌，烘干，研磨，得到墨綠色的聚苯胺；

（2）其次將所制的聚苯胺置于不同濃度的表面活性劑溶液中改性處理，將產品抽濾，洗滌，烘干，研磨，得到超疏水聚苯胺。

根據以上所述的制備方法，通過表面活性劑對聚苯胺進行修飾改性，利用表面活性劑的長鏈疏水基團使聚苯胺的浸潤性由親水變為超疏水。

根據以上所述的制備方法，所使用的表面活性劑為非離子表面活性劑聚乙二醇-10000，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨，陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的任一種或一種以上。

根據以上所述的制備方法，聚乙二醇-10000用量為聚苯胺質量的0.3% ～ 1.5%，十六烷基三甲基溴化銨和十二烷基苯磺酸鈉的用量為聚苯胺質量的 1.5% ~ 7%。

根據以上所述的制備方法，表面活性劑對聚苯胺修飾改性時間為4~8小時。

根據以上所述的制備方法，所用的酸為硫酸，鹽酸，硝酸等的任一種或一種以上，反應溶液的酸摩爾比為0.1～0.5mol/L。

以下對本發明作進一步的描述，工藝步驟如下：

1.苯胺加入0.1-0.5mol/L的酸溶液中超聲分散0.5h，加入溶于相同濃度的酸溶液中的過硫酸銨，于冰水浴中靜置反應6小時。