[發明專利]一種光敏植酸摻雜聚苯胺基紫外光固化防腐涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110759198.1
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113416477B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 羅靜;劉仁;潘威豪;張立暢;張嘉琪
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09D167/06
• 分類號: C09D167/06;C09D163/10;C09D7/65;C09D5/08
• 代理公司: 無錫承果知識產權代理有限公司 32373
• 代理人: 張亮

本發明公開了一種光敏植酸摻雜聚苯胺基紫外光固化防腐涂料及其制備方法，屬于防腐涂料技術領域。本發明通過植酸和甲基丙烯酸縮水甘油酯的聚合反應制備光敏植酸，并將其作為摻雜劑，在完成對聚苯胺摻雜改性的同時引入可參與光聚合進程的雙鍵結構，得到光敏聚苯胺，并將其應用于紫外光固化涂層中。光敏植酸對聚苯胺的摻雜，一方面可以改善聚苯胺與樹脂相容性差問題，另一方面雙鍵基團可參與光固化體系中預聚物固化交聯過程，以提高紫外光固化涂層自身交聯密度。同時光敏聚苯胺中磷酸根基團可與基材作用，通過化學鍵生成提高機械錨定作用，以彌補光聚合過程瞬時反應收縮應力大引起的附著力不足缺陷。

技術領域

本發明涉及一種光敏植酸摻雜聚苯胺基紫外光固化防腐涂料的制備方法，屬于金屬防腐蝕涂料技術領域。

背景技術

受外界腐蝕性介質侵蝕影響，金屬及其合金往往會失去電子被氧化成不同價態金屬氧化物，造成材料綜合性能下降，給國民經濟生產生活的方方面面帶來不同程度的影響。目前減緩金屬腐蝕最簡便有效的手段仍是在金屬基材上涂覆一層涂層，以隔絕水、氧氣等直接接觸。以導電聚苯胺為代表的防腐涂料在改善屏蔽型涂層(添加片層填料)無法滿足長期防腐蝕條件的同時，還避免了因犧牲型涂層添加重金屬離子填料帶來的環境污染問題，倍受研究者青睞。

迄今為止導電聚苯胺更多的是與溶劑型涂料相結合，固化過程耗時長、耗能大，同時還會產生揮發性有機化合物(VOCs)。伴隨著全球范圍內對環境政策的重視，紫外光固化涂料因不產生VOC排放、固化速率快等優勢脫穎而出。導電聚苯胺類防腐填料與光固化涂層的結合將成為未來防腐涂料發展的不二選擇。

為解決導電聚苯胺因長程共軛結構帶來的與涂料體系相容性不足缺陷問題，研究者往往選用無機酸、有機酸乃至高分子量聚合物酸作為摻雜劑，在提高聚苯胺相容性問題同時，賦予涂料多功能化選擇。目前已報道的聚苯胺紫外光固化涂料中所選用的摻雜劑包括鹽酸、甲磺酸(MeSA)、十二烷基苯磺酸、木質素磺酸等，但這一系列質子酸往往只能單一作為摻雜劑以改善相容性，本身不具備功能性。將有色填料聚苯胺與光固化涂層結合使用時，由于深色填料對紫外光存在吸收或者反射，易引起涂料體系固化交聯密度下降。另一方面光固化涂層固化交聯時反應迅速、體系收縮應力來不及釋放，造成涂層與金屬基材的粘結作用下降，這也會影響涂層本身應對腐蝕侵蝕能力。針對上述問題，對摻雜劑的功能化設計是一種有效解決上述問題的措施。

目前用于聚苯胺摻雜的摻雜劑無附加功能屬性，如果對其聚合物鏈段功能設計，以得到功能化(如雙鍵交聯、提高附著力、增強防腐性能)聚苯胺填料，并應用于紫外光固化體系中，可以較好的彌補光固化涂層應用于防腐領域時存在的不足。

發明內容

目前質子酸多是通過對聚苯胺的摻雜，來改善因長程共軛結構帶來的樹脂相容性不佳問題，但質子酸本身無附加功能屬性。紫外光固化樹脂中引入深色顏料聚苯胺后，可能引發涂層交聯密度下降以及附著力下降，造成涂層性能有所不足。如果能對摻雜劑鏈段設計，可以賦予其多功能化，以此來改善有色體系在紫外光固化防腐涂層領域的缺陷。

基于以上問題，本發明的第一個目的在于提供一種光敏植酸摻雜聚苯胺基紫外光固化防腐涂料，所述涂料包括預聚物、活性稀釋劑、附著力促進劑、光引發劑以及光敏聚苯胺。

所述光敏聚苯胺由聚苯胺與光敏植酸反應得到；

所述光敏植酸由植酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯在阻聚劑和相轉移催化劑存在的條件下反應得到。

進一步地，所述光敏聚苯胺的結構式如下：

其中n＝30-70(n表示聚合度，即該聚合物是由多少個類似重復單元組成)。

進一步地，所述涂料組成為：預聚物70-80份，活性稀釋劑20-30份，光引發劑1.0-3.0 份，附著力促進劑0.5-2.5份，光敏聚苯胺0.5-4.0份。