[發(fā)明專利]一種新型綠色環(huán)保電化學保護膜層及其制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811415635.2
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109385154B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 王瑩瑩;韓曉霞;唐鋆磊;王虎;張海龍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09D129/14
• 分類號: C09D129/14;C09D179/02;C09D5/08;C08G73/02
• 代理公司: 成都天匯致遠知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 51264
• 代理人: 韓曉銀

本發(fā)明屬于復合材料技術領域，涉及一種新型綠色環(huán)保電化學保護膜層及其制備工藝。本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種新型綠色環(huán)保電化學保護膜層及其制備工藝，包括如下質(zhì)量百分比的組分：10％～20％的聚苯胺、20％～30％的納米二氧化鈦、50％～70％的PVB。本發(fā)明利用二氧化鈦納米粒子的尺寸效應、表面效應等使納米粒子能填充到涂料的孔洞及缺陷中，有效解決了聚苯胺涂層成膜性差、分散性差、屏蔽性差的問題，以便充分發(fā)揮聚苯胺涂層的防腐性能。有光電效應的納米二氧化鈦與聚苯胺相互作用，還可以獲得光致陰極保護的效果，從而進一步提高涂層的防腐性能。

技術領域

本發(fā)明屬于復合材料技術領域，涉及一種新型綠色環(huán)保電化學保護膜層及其制備工藝。

背景技術

金屬腐蝕問題給國民經(jīng)濟造成巨大損失。在各種防護手段中，涂層技術因適用范圍廣闊，修補方便而被廣泛使用。各種涂層中，金屬涂層常有起皮、鼓泡、孔隙率大，表明粗糙等問題，無機非金屬涂層由于工藝問題，會使組織不均勻、存在孔洞、且成本昂貴，有機涂層存在易老化變質(zhì)、耐熱耐寒性差的問題。因此，開發(fā)新型綠色環(huán)保的高耐蝕涂層是當今金屬腐蝕與防護領域追求的目標之一。

聚苯胺(PANI)因具有易于制備、較高的電導率、良好的化學穩(wěn)定性和獨特的摻雜機制等特點，被認為是最有前景的導電聚合物之一。1985年De Berry首次發(fā)現(xiàn)PANI對不銹鋼具有防腐作用，引起了國內(nèi)外學者的廣泛關注。聚苯胺防腐涂料雖然具有獨特的抗劃傷和抗點蝕的性能，但存在屏蔽性、溶解性、成膜性差等問題，不易直接作為涂料使用。研究發(fā)現(xiàn)添加納米顆?？梢蕴钛a聚苯胺結構中的孔隙，增強屏蔽作用，獲得形貌、結構更為致密、穩(wěn)定的聚苯胺防腐涂層。

納米二氧化鈦具有很高的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，且分散性好，廉價易得，常作為填料粒子與聚合物等形成復合材料。另外，二氧化鈦具有獨特的光電轉換效應，納米二氧化鈦光致陰極保護涂層是近年來研究的新型陰極保護技術。光照下，二氧化鈦價帶電子激發(fā)至導帶，形成電子-空穴對，電子傳輸?shù)浇饘倩w使金屬電位降低至不發(fā)生腐蝕的陰極保護區(qū)，實現(xiàn)對金屬的保護。

現(xiàn)有技術中，多是利用二氧化鈦納米粒子的尺寸效應、表面效應等使納米粒子能填充到涂料的孔洞及缺陷中，提高涂層致密性，從而有效提高涂料的防腐性能，或者是改性二氧化鈦的光致陰極保護作用，使其具有更好的光致陰極保護效果。而在金屬基體上制備聚苯胺和二氧化鈦兩種材料的涂層，使兩種材料的協(xié)同作用對金屬起到保護的技術尚未提及。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種新型綠色環(huán)保電化學保護膜層及其制備工藝，本發(fā)明利用二氧化鈦納米粒子的尺寸效應、表面效應等使納米粒子能填充到涂料的孔洞及缺陷中，有效解決了聚苯胺涂層成膜性差、分散性差、屏蔽性差的問題，以便充分發(fā)揮聚苯胺涂層的防腐性能。有光電效應的納米二氧化鈦與聚苯胺相互作用，還可以獲得光致陰極保護的效果，從而進一步提高涂層的防腐性能。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種新型綠色環(huán)保電化學保護膜層，其特征在于，包括如下質(zhì)量百分比的組分：10％～20％的聚苯胺、20％～30％的納米二氧化鈦、50％～70％的PVB。

進一步的技術方案是，所述保護膜層的結構為聚苯胺/PVB——納米二氧化鈦/PVB雙層涂層。

進一步的技術方案是，所述保護膜層的結構為納米二氧化鈦/PVB——聚苯胺/PVB雙層涂層。

進一步的技術方案是，所述保護膜層的結構為聚苯胺/納米二氧化鈦/PVB均勻彌散分布的復合涂層。

一種新型綠色環(huán)保電化學保護膜層的制備工藝，包括以下步驟：

(1)酸溶液與苯胺單體混合，超聲后在冰水浴中磁力攪拌；

(2)將氧化劑過硫酸銨與酸溶液混合，加入磁力攪拌的混合液中，反應完成后靜置、過濾，用去離子水和乙醇沖洗后干燥得聚苯胺粉末；