[發(fā)明專利]一種凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法及其在防腐涂料中的應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610196758.6
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105754092A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁晟哲;劉文杰;左士祥;姚超;胡鵬;任穎瑜;薛世雄;羅士平
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K3/34;C08K3/28;C09D175/04;C09D5/08;C09D7/12
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于防腐涂料領(lǐng)域，具體涉及一種凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法及包含該復(fù)合材料的防腐涂料。

背景技術(shù)

金屬腐蝕是金屬材料受周圍介質(zhì)化學(xué)或者電化學(xué)作用而被破壞的現(xiàn)象，其給國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失。迄今較有效的方法就是在金屬表面涂覆防腐蝕涂料，以隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬表面接觸，從而達(dá)到防腐效果。

目前的有機(jī)涂層中的有效防腐填料大都為金屬或金屬化合物，其大都含有六價(jià)的鉻、鉛等重金屬，存在著成本高、防腐周期短和重金屬污染等許多問題，其應(yīng)用也受到嚴(yán)格的限制。聚苯胺因其具有原料易得、合成簡單、無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為新一代友好型的高效防腐填料。然而，聚苯胺由于其分子的極性和剛性都較強(qiáng)，其分散性和黏附性差，涂膜附著力不好，難加工，容易形成缺陷，用純聚苯胺作為防腐填料，防腐涂層綜合性能(如力學(xué)性能)往往很不理想，這嚴(yán)重制約聚苯胺的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法，具體工藝為：

(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，攪拌均勻后預(yù)冷至0～5℃，

分散液以水作為溶劑，苯胺可以溶解在水中，而石墨相氮化碳則是分散于水中，苯胺濃度為0.3～0.5mol/L、石墨相氮化碳濃度為10～50mg/mL；

(2)配制過硫酸銨水溶液，并預(yù)冷至0～5℃，

過硫酸銨水溶液的濃度為0.3～0.5mol/L；

(3)將凹凸棒石分散于去離子水中得到漿體，向該漿體中加入步驟(1)中得到的分散液，攪拌均勻后，再于攪拌狀態(tài)下，加入步驟(2)中得到的過硫酸銨水溶液，在0～5℃反應(yīng)3～4h，過濾、洗滌、烘干、研磨至150～300目，制得凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合材料，

漿體中，凹凸棒石質(zhì)量濃度為3～5g/100mL，

加入的步驟(1)中的分散液、步驟(2)中的過硫酸銨水溶液與凹凸棒石漿體的體積比為1：0.9～1.1：0.9～1.1。

本發(fā)明還提供了一種基于上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合材料的防腐涂料，按重量百分含量由以下組分構(gòu)成：

聚氨酯50～80％、所述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合材料1～20％、著色顏料1～10％、填料1～10％、分散劑0.1～3％、流平劑0.1～1％、消泡劑0.1～1％、水1～40％。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明以一維凹凸棒石和二維石墨相氮化碳為復(fù)合核體材料，進(jìn)而在其表面聚合苯胺制備凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合防腐填料，其優(yōu)點(diǎn)在于：①一維凹凸棒石與二維氮化碳可以形成相互交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，有效地防止了氮化碳片層的團(tuán)聚；②與其他二維碳材料(如石墨烯)相比，石墨相氮化碳可由三聚氰胺、尿素等原料簡單制得，具有生產(chǎn)成本低廉、工藝簡便等優(yōu)點(diǎn)。

2、本發(fā)明制得的凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合材料應(yīng)用到防腐涂料中，兼具電化學(xué)防腐、物理防腐和增強(qiáng)涂層力學(xué)性能等多重功效。二維氮化碳片層結(jié)構(gòu)可以起到優(yōu)異的物理阻隔作用。在凹凸棒石和氮化碳復(fù)合核體上包覆聚苯胺，一方面，改善了聚苯胺的缺陷，提高其加工性能(如分散性、成模性、硬度等)；另一方面，氮化碳為半導(dǎo)體，在光照作用條件下可產(chǎn)生空穴-電子對，與聚苯胺結(jié)合，可降低鋼鐵等金屬的腐蝕電位，對涂層起到協(xié)調(diào)防腐效果。此外，一維納米凹凸棒石補(bǔ)強(qiáng)和二維氮化碳的剛性等特點(diǎn)可有效提高涂層的力學(xué)性能。

具體實(shí)施方式

以下各實(shí)施例、對比例中所采用的原料品種具體為：

聚氨酯(PU806，泰興市中紡助劑廠)；分散劑(HT-5027，南通市晗泰化工有限公司)；流平劑(SN-612，日本諾普科助劑有限公司)；消泡劑(T-7511，廣州市萬成環(huán)保科技有限公司)；著色顏料(鈦白粉，廊坊市奇彩顏料有限公司)；填料(滑石粉，涼山州錫成新材料股份有限公司)。

實(shí)施例1

按以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比各組分：

其中，上述凹凸棒石/氮化碳/聚苯胺復(fù)合材料的制備方法為：

(1)配制含有苯胺、石墨相氮化碳分散液，其中苯胺濃度為0.3mol/L，氮化碳濃度為10mg/mL，攪拌均勻后預(yù)冷至0℃；

(2)配制過硫酸銨水溶液，并預(yù)冷至0℃，其中，過硫酸銨濃度為0.3mol/L；