[發(fā)明專利]一種改性聚苯胺防腐涂料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011627631.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112574645B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪若瑜;范徽州;王建軍;鄭瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D177/00;C09D179/02;C09D5/08;C08G73/02
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學(xué)俊

本發(fā)明公開了一種具有良好的防腐性、導(dǎo)電性、穩(wěn)定性的聚苯胺涂料的制備方法，所述聚苯胺涂料制備的具體步驟為：通過還原反應(yīng)制備1,1′?二茂鐵二甲酰氯、1,1′?二茂鐵基苯胺單體；其次將純化后1,1′?二茂鐵基苯胺單體與苯胺為原料在酸性條件下加入反應(yīng)器，然后再加入氧化劑進(jìn)行化學(xué)聚合，將墨綠色產(chǎn)物進(jìn)行洗滌干燥，制得含二茂鐵基聚苯胺；最后將聚苯胺材料與環(huán)氧樹脂/聚酰胺共混制備防腐涂層，并利用電化學(xué)阻抗測試來評價(jià)該涂層在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鈉溶液中的耐腐蝕性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚苯胺涂料及其制備方法?？梢宰鳛榉栏牧?，用于工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

腐蝕問題無處不在，近年來，隨著大型工程和設(shè)備的出現(xiàn)，人們對防腐涂料的要求越來越高。聚苯胺作為一種新型的高分子材料，其合成工藝簡單、環(huán)境友好、成本低、并具有獨(dú)特的防腐性能使其廣泛應(yīng)用到金屬防腐中。聚苯胺防腐蝕涂料具有獨(dú)特的抗劃傷性和抗點(diǎn)蝕性能，是一種具有廣闊前景的并適合于海洋和航天等嚴(yán)酷條件下的新型金屬防腐涂料。但其漆膜脆弱的附著力及難溶性對其應(yīng)用產(chǎn)生了很大的限制。如果將聚苯胺優(yōu)良的化學(xué)防腐性與環(huán)氧樹脂優(yōu)異的附著力及力學(xué)性能結(jié)合起來制備出共混涂料，這將大大提高環(huán)氧樹脂涂料的防腐能力，同時(shí)也克服了聚苯胺涂料的弱點(diǎn)從而大大提高其應(yīng)用范圍和防腐性能。

二茂鐵是一種具有芳香族性質(zhì)的有機(jī)過渡金屬化合物。其單體及衍生物在光、磁、電等領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。主鏈或側(cè)鏈含二茂鐵及衍生物的聚合物具有許多獨(dú)特的性能，與一般的聚合物相比，具有較高的介電常數(shù)、良好的耐熱性、獨(dú)特的流變性和抗氧化性。將二茂鐵衍生物與苯胺共聚制備的二茂鐵基聚苯胺，主要是由于二茂鐵基聚合物是一類富有電子體系。將其引入到導(dǎo)電聚合物中提高電化學(xué)性能，會加速在防腐涂層金屬表面上形成致密的保護(hù)膜，使金屬表面鈍化從而達(dá)到防腐的目的。其次二茂鐵具有良好的熱穩(wěn)定性，將二茂鐵衍生物加入到聚苯胺主鏈中會提高聚合物的熱穩(wěn)定性，能夠提升涂層在極端天氣下的穩(wěn)定性能，使涂料的應(yīng)用方面更廣。

本發(fā)明選擇二茂鐵衍生物與苯胺共聚過程中引入不同的酸摻雜制備不同二茂鐵基聚苯胺，并將其作為填料加入至成膜樹脂中，改變涂料的電化學(xué)性能，加速促進(jìn)金屬表面形成致密保護(hù)膜，提升涂料的防腐性能以及穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的聚苯胺涂料，環(huán)境友好，性能優(yōu)良，制備簡單，具有較好的防腐性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提出了用二茂鐵基聚苯胺作為環(huán)氧樹脂/聚酰胺的填充劑，制備新型防腐涂料。該材料具有良好的穩(wěn)定性，粘附性，防腐性并將其應(yīng)用于金屬防腐涂料。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種改性聚苯胺防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備1,1′-二茂鐵基苯胺單體：先以1,1′-二茂鐵二甲酸和草酰氯為原料，在惰性氣體保護(hù)下，反應(yīng)制備1,1′-二茂鐵二甲酰氯；再取1,1′-二茂鐵二甲酰氯和苯胺，在惰性氣體保護(hù)下，反應(yīng)制備1,1′-二茂鐵基苯胺單體；

（2）將1,1′-二茂鐵基苯胺單體和苯胺單體分別溶于二甲基甲酰胺和摻雜酸溶液中，將兩份混合液加入250 mL燒瓶中，磁力攪拌混合均勻；

（3）取適量的過硫酸銨（APS）溶于摻雜酸溶液中，攪拌直至完全溶解；在一定溫度下緩慢加入到步驟（2）混合液中，反應(yīng)結(jié)束后洗滌，抽濾，干燥，得到含二茂鐵基聚苯胺；

（4）將適量的二茂鐵基聚苯胺和極少量的分散劑加入適量的環(huán)氧樹脂中，在砂磨機(jī)中進(jìn)行研磨，再加入聚酰胺固化劑，并利用高速分散機(jī)分散均勻后制得性能良好的防腐涂料。

步驟（1）中1,1′-二茂鐵二甲酸和草酰氯摩爾比1:2～1:4，惰性氣體為氮?dú)饣蛘邭鍤?，反?yīng)溫度35 ℃，反應(yīng)時(shí)間12~24 h；1,1′-二茂鐵二甲酰氯和苯胺摩爾比1:2～1:4，1,1′-二茂鐵二甲酰氯和苯胺摩爾比1:2～1:4，惰性氣體為氮?dú)饣蛘邭鍤猓磻?yīng)溫度35 ℃。