[發明專利]一種用于環氧涂層的聚苯胺填料的制備方法

在審

• 申請號: 201710485015.5
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107201070A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 李保松;環宇星;董嘉;張薇薇
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D163/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 孫昱

技術領域

本發明屬于材料表面改性技術領域，具體涉及一種用于環氧涂層的聚苯胺填料的制備方法。

背景技術

聚苯胺(PANI)作為防腐填料添加到環氧涂料中以提高環氧涂層的耐蝕性已成為海洋重防腐領域的一個研究熱點，受到了諸多科學家的關注。但是聚苯胺分散在環氧樹脂中存在嚴重的相容性問題，制備的涂料在成膜固化后也存在界面缺陷問題，這些限制了聚苯胺在防腐涂料中的應用。根據相關報道，聚苯胺可以與多種樹脂形成共混體系，如聚苯胺/環氧共混體系、聚苯胺/聚氨酯共混體系、聚苯胺/聚酰亞胺共混體系、聚苯胺/苯乙烯丙烯酸共聚物(SAA)共混體系以及聚苯胺/聚丁基異丁酸酯共混體系等，這些共混物可用于各種場合的表面保護，但在實際使用過程中，都存在一定的樹脂與填料間的相容性問題，成膜固化后的涂層存在界面缺陷，容易導致腐蝕介質沿樹脂與填料的界面滲透，從而降低涂層防腐效果。

申請號為201410113758.6的國內專利公開了一種聚苯胺防腐涂料，采用了磷酸-磷酸酯摻雜聚苯胺，提高了其在涂料中的分散性，提高了涂料的性能。申請號為201210109355.5的國內專利公開了聚苯胺改性介孔分子篩防腐涂料的制備方法，將聚苯胺原位聚合在具有孔道結構的介孔分子篩填料的孔道內與介孔分子篩顆粒的外表面，得到聚苯胺包覆改性的無機填料，再與水性的環氧樹脂混合，固化后即獲得聚苯胺防腐涂料。通過在介孔分子篩顆粒外表面原位形成聚苯胺。在介孔分子篩孔道內原位聚合的聚苯胺延伸到介孔孔口處與環氧樹脂基體產生較強的界面相互作用，增加兩者的相容性和防止納米粒子在樹脂基體中的團聚，同時也增加了該涂層的交聯密度，再加上聚苯胺的防腐性能，提高了涂層的防腐性能；以上專利雖然利用磷酸-磷酸酯摻雜方式或利用介孔分子篩作為載體提高聚苯胺與環氧樹脂的相容性，但是本身聚苯胺與環氧樹脂的相容性很差，摻雜方式只是提升了分散性，利用介孔分子篩只是提升了界面作用力，并沒有從根本上解決二者的相容性問題。

發明內容

為了克服以上現有技術的不足，本發明提供了一種用于環氧涂層的聚苯胺填料的制備方法，該填料表面成功接枝有環氧官能團，旨在提高聚苯胺填料與環氧樹脂的相容性，改善界面缺陷，提高防護性能。

本發明采用的技術方案是：

一種用于環氧涂層的聚苯胺填料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將環氧樹脂和二異氰酸酯分別用溶劑溶解，得到環氧樹脂溶液和二異氰酸酯溶液；

步驟2，在氮氣保護下，邊攪拌邊將環氧樹脂溶液滴加至二異氰酸酯溶液中，超聲分散，20-25℃反應1-2h，然后升溫至60-120℃反應1-8h，減壓蒸餾，得到異氰酸酯接枝環氧樹脂；

步驟3，以質量份計，將步驟2所得異氰酸酯接枝環氧樹脂20-50份、聚苯胺80-200份、溶劑10-200份混合，研磨碾磨至細度小于60μm，得到用于環氧涂層的聚苯胺填料。

進一步地，步驟1中是將以質量份計的1份環氧樹脂用0.1-0.5份溶劑溶解，以質量份計的0.2-3份二異氰酸酯用0.1-0.5份溶劑溶解。

進一步地，所述溶劑為甲苯、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲苯、苯乙烯、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、丁酮、環己酮中的一種或幾種，且溶劑使用前需進行除水提純。

進一步地，所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、酚醛改性環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂中的一種或兩種，且分子結構含羥基官能團。

進一步地，所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、六次甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯或六氫甲苯二異氰酸酯中的一種或幾種。

進一步地，步驟2中滴加速度為20-90滴/min。

有益效果：

1、本發明聚苯胺表面化學接枝有環氧基團，與環氧樹脂相容性好，可提高聚苯胺組分與涂料樹脂的混合均一性，減少固化涂層中樹脂與填料的界面缺陷，提高涂層的防護性。

2、本發明原料種類多，來源廣泛。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。但本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限定本發明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市購獲得的常規產品。

本發明提供了一種用于環氧涂層的聚苯胺填料的制備方法，通過聚苯胺與異氰酸酯環氧樹脂反應，在聚苯胺表面成功地在接枝了環氧官能團。