[發明專利]一種聚苯胺?改性環氧?鋅粉復合涂料及制備方法

在審

• 申請號: 201710321242.4
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107099219A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 戈成岳;錢洲亥;侯保榮;劉敏;楊黎暉;宣曉華;朱素蘭
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所;國網浙江省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/10;C09D7/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 李穎,周秀梅

技術領域

本發明涉及有機硅改性環氧樹脂的方法，具體的說是一種聚苯胺-改性環氧-鋅粉復合涂料及制備方法。

背景技術

環氧富鋅底漆是重要的鋼結構重防腐涂料，目前人們不斷致力于提高其長效保護性能，避免頻繁翻修,并通過添加導電聚合物材料,降低鋅粉用量,從而改善富鋅底漆的施工性能。環氧富鋅底漆的防腐蝕作用是在腐蝕環境中通過腐蝕犧牲鋅粉達到保護鋼鐵基體。導電聚合物的添加能幫助涂層在降低鋅粉用量的情況下形成導電通路,起到電化學保護作用。

導電聚苯胺因其原料廉價易得、合成工藝簡單、導電性優良等眾多優點而受到廣泛關注，由于其具有導電性，而在金屬防腐蝕、抗靜電、電磁屏蔽、場效應晶體管等領域也具有廣泛的應用，被認為最有實際應用前景的導電聚合物。

然而導電聚苯胺在環氧樹脂中分散困難，且添加聚苯胺后，環氧體系涂層柔韌性、附著力和外觀等綜合性能出現明顯下降。

因此急需一種能夠更好的分散于環氧樹脂中，并具有一定防腐特點的涂料。

發明內容

本發明的目的是改進現有技術的不足，研究環氧樹脂改性，使導電聚苯胺有效的分散在涂料體系中，降低鋅粉用量，并解決聚苯胺對涂層附著力等性能的負面影響，提高涂層抗腐蝕能力。提供的一種聚苯胺-改性環氧-鋅粉復合涂料及制備方法。

為達到以上技術目的，本發明采用的技術方案如下：

一種聚苯胺-改性環氧-鋅粉復合涂料，復合涂料由主劑和固化劑，按質量比為10：10～10：3混合獲得；

其中，主劑按重量百分比計，摻雜態聚苯胺：1％～15％，改性環氧樹脂：10％～35％，溶劑：10％～40％，防沉劑：0.5％～3％和鋅粉：30％～60％。

優選，復合涂料由主劑和固化劑，按質量比為10：6混合獲得；

其中，主劑按重量百分比計，摻雜態聚苯胺：8％～10％，改性環氧樹脂：12％～16％，溶劑：20％～30％，防沉劑：1.5％和鋅粉：35％～45％。

所述改性環氧樹脂的制備方法步驟如下：

第一步：在帶有回流油水分離器的反應器中，首先一次性加入環氧樹脂，硅烷偶聯劑和有機錫催化劑，攪拌條件下、并在氮氣存在下，加熱升溫至60-65℃，恒溫反應2-3h；其中，環氧樹脂，硅烷偶聯劑和有機錫催化劑之間的用量比例為15:5:0.2-15:10:0.3；

第二步：向上述步驟反應后體系中再加入有機硅化合物和有機錫催化劑，繼續通氮氣，升溫至155-160℃，體系沸騰，至分離器中不再有水珠產生，降至室溫出料，得改性環氧樹脂；其中，有機硅化合物和有機錫催化劑之間的用量比例為10:0.3-10:0.2。

所述環氧樹脂為中等分子量(相對分子量400-1400)的環氧樹脂；中等分子量的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂和/或雙酚F型環氧樹脂，其中，雙酚A型環氧樹脂可選E-20或E-12；

優選，環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂(E-20)。

硅烷偶聯劑為氨基硅烷偶聯劑、環氧基硅烷偶聯劑和乙烯基硅烷偶聯劑中的一種或幾種；氨基硅烷偶聯劑為KH550或KH602，環氧基硅烷偶聯劑為KH560，乙烯基硅烷偶聯劑為KH151或KH171，標號采用美國聯碳公司牌號；

優選，硅烷偶聯劑為氨基硅烷偶聯劑KH550。

有機錫催化劑為二月桂酸二丁基錫；

有機硅化合物為含羥基或烷氧基的有機硅、氨基封端的有機硅、含乙烯基的有機硅、含Si-H基的聚硅氧烷或端羧基聚硅氧烷；

優選含羥基或烷氧基的有機硅。

所述摻雜態聚苯胺的制備方法步驟如下：將苯胺和過硫酸銨分別溶于酸溶液中，然后將兩份溶液迅速混合，混合液中苯胺和過硫酸銨的摩爾質量比為0.2：0.25-0.2:0.3，充分攪拌后在20-25℃下靜置反應24-32小時；將所得產物用去離子水和乙醇清洗至中性，分離、真空干燥后得到墨綠色的摻雜態聚苯胺。

所述酸為無機酸或有機酸，混合液中酸的濃度控制在1-1.5M/L。其中，無機酸為鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸，有機酸為草酸、醋酸、丙烯酸等有機酸。

所述溶劑為芳香烴、醇類、酮類或酯類中的一種或幾種的混合；優選為芳香烴和醇類混合溶劑。

所述溶劑為二甲苯和正丁醇的混合溶劑，優選為體積比為3：1的二甲苯和正丁醇的混合溶劑；

所述防沉劑為氣相二氧化硅、膨潤土、纖維素醚中的一種或幾種的混合；優選為氣相二氧化硅和膨潤土混合防沉劑；優選，防沉劑為體積比為3：1的氣相二氧化硅和膨潤土。