本發(fā)明涉及防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)氧低碳鋼閥門用防腐涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
納米粒子的物理、化學(xué)特性較為獨(dú)特，有諸如微體積、大表面、量子尺寸、宏觀量子隧道等一些特有效應(yīng)。復(fù)合納米粒子后的導(dǎo)電聚合物的電導(dǎo)率得到了很大的提升，使其在新的科研領(lǐng)域有所應(yīng)用。根據(jù)導(dǎo)電聚合物的特殊性能，導(dǎo)電聚合物型復(fù)合材料在光、電、磁、微波等的傳導(dǎo)與屏蔽、傳感器、金屬防腐等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛；金屬腐蝕與防護(hù)方面，隨著各國(guó)科研學(xué)者對(duì)導(dǎo)電聚合物深入而廣泛的研究，導(dǎo)電高分子型耐蝕涂料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已成為現(xiàn)實(shí)。大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)早已驗(yàn)證了導(dǎo)電聚合物涂層的優(yōu)異的耐蝕性能和金屬保護(hù)機(jī)理，其機(jī)理的研究主要有鈍化作用，電場(chǎng)作用，緩蝕作用和雙層性涂層機(jī)理4個(gè)觀點(diǎn)；
導(dǎo)電聚合物復(fù)合涂層具有傳統(tǒng)涂層望而卻步的金屬鈍化和陽(yáng)極保護(hù)功能，同時(shí)兼?zhèn)淇构蝹饔?，防腐材料?shì)必成為導(dǎo)電聚合物使用前景最為光明的范疇之一。導(dǎo)電聚合物通過(guò)和其他物質(zhì)復(fù)合，使復(fù)合涂層達(dá)到耐老化、耐酸堿、力學(xué)性能優(yōu)良的技術(shù)指標(biāo)；
在導(dǎo)電聚合物家族中，聚苯胺具有價(jià)格低廉、性質(zhì)穩(wěn)定、抗腐蝕機(jī)制獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于防腐蝕領(lǐng)域；聚吡咯具有易合成、導(dǎo)電性能優(yōu)良、單體毒性低等優(yōu)點(diǎn)，在防腐蝕領(lǐng)域的應(yīng)用同樣深受關(guān)注。為了制備出防腐蝕性能更加優(yōu)越的導(dǎo)電聚合物，人們通過(guò)共聚對(duì)聚合物進(jìn)行改性。共聚能夠集幾種鏈結(jié)的優(yōu)勢(shì)于一身，進(jìn)而制備出電化學(xué)性能更佳的新型導(dǎo)電聚合物。徐慧等采用 CV法在不銹鋼基材上電沉積聚苯胺/聚吡咯復(fù)合薄膜，發(fā)現(xiàn)復(fù)合薄膜比純單一組分薄膜具有更好的耐腐蝕性能。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于導(dǎo)電均聚物的合成、結(jié)構(gòu)、性能的研究較多，但對(duì)共聚型導(dǎo)電聚合物的研究并不多見(jiàn)。本發(fā)明制備了磺基水楊酸摻雜的苯胺/吡咯導(dǎo)電共聚物（PANI/PY-SSA），并以其為功能成分，以環(huán)氧樹(shù)脂為成膜物質(zhì)，通過(guò)機(jī)械共混制備了涂料，探討了導(dǎo)電共聚物涂膜對(duì)低合金鋼基材的耐蝕能力；
聚苯胺和聚吡咯作為導(dǎo)電聚合物家族最具代表性的兩個(gè)代表，由于其獨(dú)特的防腐蝕機(jī)制和良好的防腐蝕效果，這兩類導(dǎo)電聚合物在防腐蝕領(lǐng)域均存在廣闊的應(yīng)用前景，共聚改性為提高其可加工性和耐腐蝕性能提供了新的解決路徑。無(wú)機(jī)納米粉體材料具有一些聚合物無(wú)法比擬的物理化學(xué)性質(zhì)，其二者的復(fù)合物具有比單一組分更好的耐腐蝕性能。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)導(dǎo)電均聚物復(fù)合材料的耐腐蝕性能研究較為廣泛，但對(duì)導(dǎo)電共聚物及其復(fù)合材料的報(bào)道卻較為罕見(jiàn)。因此，為了制備出耐腐蝕性能更好的復(fù)合材料，我們制備了導(dǎo)電共聚物和一系列導(dǎo)電共聚物/無(wú)機(jī)復(fù)合物。希望能夠制備出耐腐蝕性能較導(dǎo)電均聚物和導(dǎo)電共聚物更好的導(dǎo)電共聚物/無(wú)機(jī)復(fù)合粉體，起到更好的金屬保護(hù)作用；
低碳鋼材料由于具有易加工鍛造、易焊接、易切削等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)常被加工成各類大型機(jī)械的零部件，在航空航天、汽車、船舶和建筑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但其本身易發(fā)生晶間侵蝕、點(diǎn)侵蝕、侵蝕開(kāi)裂等腐蝕行為，嚴(yán)重的影響了低碳鋼材料的應(yīng)用范圍和使用壽命。以聚苯胺和聚吡咯為代表的導(dǎo)電高分子家族由于其獨(dú)特的防腐蝕機(jī)制和優(yōu)異的防腐蝕性能在防腐蝕領(lǐng)域引起了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。為了使導(dǎo)電聚合物杰出的電化學(xué)性能和無(wú)機(jī)納米粒子特殊的物化性能相得益彰，人們往往采取無(wú)機(jī)納米粒子和導(dǎo)電聚合物相復(fù)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。因此，以導(dǎo)電高分子/無(wú)機(jī)復(fù)合材料為導(dǎo)電填料的功能涂料已成為防腐蝕領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)導(dǎo)電均聚物及其無(wú)機(jī)復(fù)合材料的合成、結(jié)構(gòu)、性能研究較多，但導(dǎo)電共聚物/無(wú)機(jī)復(fù)合物的研究和探討卻鮮有報(bào)導(dǎo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種環(huán)氧低碳鋼閥門用防腐涂料及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種環(huán)氧低碳鋼閥門用防腐涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
烯丙基聚乙二醇2-3、異氰尿酸三縮水甘油酯0.8-1、磺基水楊酸1-2、苯胺10-13、過(guò)硫酸銨0.1-0.4、吡咯10-12、鈦酸四丁酯37-40、正丁醇41-50、乙二醇丁醚70-90、環(huán)氧樹(shù)脂E4080-90、聚酰胺樹(shù)脂5-7、二甲基硅油0.8-2、氨基磺酸鎳1-2、烯丙基硫脲0.8-1、硬脂酸鈣2-3、三鉬酸銨0.6-1、烯基琥珀酸酐1-2、無(wú)水乙醇適量。
一種所述的環(huán)氧低碳鋼閥門用防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將上述烯基琥珀酸酐加入到其重量27-30倍的去離子水中，升高溫度為70-75℃，保溫?cái)嚢?-4分鐘，加入上述鈦酸四丁酯重量的15-20%，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，加入蘇打，調(diào)節(jié)pH為10-12，降低溫度為46-50℃，保溫?cái)嚢?0-20分鐘，加入上述三鉬酸銨，攪拌至常溫，得改性鈦溶膠；
（2）將上述過(guò)硫酸銨加入到其重量100-140倍的去離子水中，攪拌均勻，得引發(fā)劑溶液；
（3）將上述氨基磺酸鎳加入到其重量6-9倍的無(wú)水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為80-85℃，加入上述烯丙基硫脲，保溫?cái)嚢?0-20分鐘，加入上述異氰尿酸三縮水甘油酯、環(huán)氧樹(shù)脂E40，繼續(xù)保溫?cái)嚢?-10分鐘，加入上述硬脂酸鈣，攪拌至常溫，得環(huán)氧醇分散液；
（4）將上述磺基水楊酸加入到其重量60-70倍的去離子水中，攪拌均勻，加入上述苯胺、吡咯，送入到3-4℃的水浴中，攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，加入剩余的鈦酸四丁酯，出料，升高溫度為74-80℃，滴加濃度為6-10%的氨水，調(diào)節(jié)pH為10-12，加入上述改性鈦溶膠，保溫?cái)嚢?0-50分鐘，滴加上述引發(fā)劑溶液，降低溫度為1-2℃，滴加10-13mol/l的鹽酸，調(diào)節(jié)pH為3-4，攪拌反應(yīng)6-7小時(shí)，抽濾，將濾餅用丙酮、去離子水依次洗滌3-5次，在110-130℃下真空干燥1-2小時(shí)，得鈦導(dǎo)電聚合物；
（5）將上述正丁醇、乙二醇丁醚混合，攪拌均勻，加入上述鈦導(dǎo)電聚合物，超聲3-10分鐘，加入上述環(huán)氧醇分散液，攪拌20-30分鐘，加入上述聚酰胺樹(shù)脂、烯丙基聚乙二醇，攪拌均勻，加入剩余的各原料，攪拌均勻，在60-70℃蒸汽下熟化40-50分鐘，即得。
所述的一種環(huán)氧低碳鋼閥門用防腐涂料，該涂料的使用方法為：
將其均勻的涂覆在處理后的低碳鋼材料表面，送入到烘箱中，在80-90℃下固化20-25小時(shí)，出料，即可。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明將具有大有機(jī)基團(tuán)的有機(jī)磺酸摻雜的共聚物因大尺寸反離子鑲嵌在共聚物分子鏈間，能夠增大聚合物鏈的伸展程度并擴(kuò)大鏈間距，有機(jī)大分子磺酸基團(tuán)具有強(qiáng)烈的表面活性作用，使目標(biāo)聚合物的溶解性得到提高，同時(shí)兼?zhèn)淞己玫碾妼?dǎo)率；本發(fā)明涂料鈍化金屬的能力增強(qiáng)，使得低合金鋼表面生成了一層高致密度的氧化膜，增強(qiáng)了其抑制陽(yáng)極反應(yīng)的能力，更好地隔離金屬基材與腐蝕介質(zhì)，表現(xiàn)出了更好的抗腐蝕性能，成功地延緩了腐蝕介質(zhì)對(duì)低碳鋼材料的腐蝕，此外，金屬、導(dǎo)電聚合物、二氧本發(fā)明的涂料可以在低碳鋼表面形成均勻的涂層，表面強(qiáng)度高，防腐性能好，對(duì)基材的保護(hù)性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)久。
具體實(shí)施方式
一種環(huán)氧低碳鋼閥門用防腐涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
烯丙基聚乙二醇2、異氰尿酸三縮水甘油酯0.8、磺基水楊酸1、苯胺10、過(guò)硫酸銨0.1、吡咯10、鈦酸四丁酯37、正丁醇41、乙二醇丁醚70、環(huán)氧樹(shù)脂E4080、聚酰胺樹(shù)脂5、二甲基硅油0.8、氨基磺酸鎳1、烯丙基硫脲0.8、硬脂酸鈣2、三鉬酸銨0.6、烯基琥珀酸酐1、無(wú)水乙醇適量。
一種所述的環(huán)氧低碳鋼閥門用防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將上述烯基琥珀酸酐加入到其重量27倍的去離子水中，升高溫度為70℃，保溫?cái)嚢?分鐘，加入上述鈦酸四丁酯重量的15%，保溫?cái)嚢?0分鐘，加入蘇打，調(diào)節(jié)pH為10，降低溫度為46℃，保溫?cái)嚢?0分鐘，加入上述三鉬酸銨，攪拌至常溫，得改性鈦溶膠；
（2）將上述過(guò)硫酸銨加入到其重量100倍的去離子水中，攪拌均勻，得引發(fā)劑溶液；
（3）將上述氨基磺酸鎳加入到其重量6倍的無(wú)水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為80℃，加入上述烯丙基硫脲，保溫?cái)嚢?0分鐘，加入上述異氰尿酸三縮水甘油酯、環(huán)氧樹(shù)脂E40，繼續(xù)保溫?cái)嚢?分鐘，加入上述硬脂酸鈣，攪拌至常溫，得環(huán)氧醇分散液；
（4）將上述磺基水楊酸加入到其重量60倍的去離子水中，攪拌均勻，加入上述苯胺、吡咯，送入到3℃的水浴中，攪拌反應(yīng)1小時(shí)，加入剩余的鈦酸四丁酯，出料，升高溫度為74℃，滴加濃度為6%的氨水，調(diào)節(jié)pH為10，加入上述改性鈦溶膠，保溫?cái)嚢?0分鐘，滴加上述引發(fā)劑溶液，降低溫度為1℃，滴加10mol/l的鹽酸，調(diào)節(jié)pH為3，攪拌反應(yīng)6小時(shí)，抽濾，將濾餅用丙酮、去離子水依次洗滌3次，在110℃下真空干燥1小時(shí)，得鈦導(dǎo)電聚合物；
（5）將上述正丁醇、乙二醇丁醚混合，攪拌均勻，加入上述鈦導(dǎo)電聚合物，超聲3分鐘，加入上述環(huán)氧醇分散液，攪拌20分鐘，加入上述聚酰胺樹(shù)脂、烯丙基聚乙二醇，攪拌均勻，加入剩余的各原料，攪拌均勻，在60℃蒸汽下熟化40分鐘，即得。
所述的一種環(huán)氧低碳鋼閥門用防腐涂料，該涂料的使用方法為：
將其均勻的涂覆在處理后的低碳鋼材料表面，送入到烘箱中，在80℃下固化20小時(shí)，出料，即可。
性能測(cè)試:
粘結(jié)強(qiáng)度（N/mm2）：9.6；
抗?jié)褡冃裕?）：1.4
耐變壓器油（1000h/105℃）：漆膜無(wú)損壞。