一種聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種聚苯胺復(fù)合材料與水性環(huán)氧樹脂共混制備聚苯胺/石墨烯水性環(huán)氧防腐涂料的制備方法，屬于防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明針對(duì)水性環(huán)氧樹脂涂料以水為溶劑，存在大量的親水基團(tuán)，致使涂層的耐水性和防腐性能降低的問題，本發(fā)明提供了一種聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料的制備方法，本發(fā)明利用石墨烯比表面積大的特性，采用聚合?還原法制備比表面積大、分散性好的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料，并將此復(fù)合材料與水性環(huán)氧樹脂共混制備防腐涂層。本發(fā)明在水性環(huán)氧樹脂中加入聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料提高金屬腐蝕電位，快速傳導(dǎo)腐蝕過程中形成的電子，分離陰極和陽極反應(yīng)，并在基體表面形成金屬鈍化層，減緩金屬的腐蝕，并且復(fù)合材料的比表面積大，延長了氧氣和水分子到達(dá)碳鋼表面的滲透路徑，具有優(yōu)良的屏障性能。
【專利說明】
一種聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明具體涉及一種聚苯胺復(fù)合材料與水性環(huán)氧樹脂共混制備聚苯胺/石墨烯水性環(huán)氧防腐涂料的制備方法，屬于防腐涂料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬材料的廣泛使用，金屬腐蝕問題日益嚴(yán)重，世界上約有20%的金屬材料因被腐蝕而無法回收。為了減少腐蝕，現(xiàn)常用保護(hù)方法是涂料防腐。目前的金屬防腐涂料常采用的是溶劑型涂料，但由于其含有重金屬和有害氣體，易造成環(huán)境污染，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性環(huán)氧樹脂涂料這種具有低V0C、低毒性、施工簡單等優(yōu)點(diǎn)的水性涂料成為重要發(fā)展方向。但是水性環(huán)氧樹脂涂料以水為溶劑，有大量的親水基團(tuán)，水的導(dǎo)電率較高，使涂層的耐水性和防腐性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對(duì)水性環(huán)氧樹脂涂料以水為溶劑，存在大量的親水基團(tuán)，致使涂層的耐水性和防腐性能降低的問題，本發(fā)明提供了一種聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料的制備方法，本發(fā)明利用石墨烯比表面積大的特性，采用聚合-還原法制備比表面積大、分散性好的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料，并將此復(fù)合材料與水性環(huán)氧樹脂共混制備防腐涂層。本發(fā)明在水性環(huán)氧樹脂中加入聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料提高金屬腐蝕電位，快速傳導(dǎo)腐蝕過程中形成的電子，分離陰極和陽極反應(yīng)，并在基體表面形成金屬鈍化層，減緩金屬的腐蝕，由于復(fù)合材料的比表面積大，延長了氧氣和水分子到達(dá)碳鋼表面的滲透路徑，具有優(yōu)良的屏障性能。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)稱取0.5?2.0g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩(wěn)定的棕色氧化石墨烯懸濁液；
(2)量取I?2mL苯胺溶于500mL0.2 mol/L鹽酸溶液中，磁力攪拌，配制得到苯胺/鹽酸溶液，再將其加入至上述氧化石墨烯懸濁液，冰水浴下磁力攪拌1.0?1.5h，得到穩(wěn)定的氧化石墨烯/苯胺/鹽酸混合液；
(3)稱取3?6g過硫酸錢溶于10mL0.2mol/L鹽酸溶液，加入至上述氧化石墨稀/苯胺/鹽酸混合液中，同時(shí)在冰水浴下磁力攪拌反應(yīng)12?24h，靜置10?12h后過濾，得濾渣，依次用無水乙醇、去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈無色；
(4)稱取I?2g用無水乙醇、去離子水洗滌后的濾渣放入IL水中超聲分散30min，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氨水調(diào)節(jié)pH至10?11，同時(shí)加入0.5?1.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的水合肼溶液，攪拌30min，得混合物；
(5 )將上述混合物倒入三口燒瓶中，在95 0C下冷凝20?24h，自然冷卻至室溫，過濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈中性后，移入80°C真空干燥箱中干燥24h，得聚苯胺復(fù)合材料； (6)稱取20?40g水性環(huán)氧樹脂加入20?40mL蒸餾水進(jìn)行稀釋，將稀釋的水性環(huán)氧樹脂乳液倒入球磨罐中，分別加入2.5?5.0 g滑石粉、2.0?4.0g硫酸鋇、2.5?5.0g碳酸|丐，球磨30min，得混合液；
(7)在上述混合液中加入2.0?4.0g水性成膜助劑乙二醇丁醚、0.2-0.4 g乳化劑OP-10、0.2?0.4g 二甲苯及2.5?5.0g的聚苯胺/石墨稀復(fù)合材料粉末，球磨2h后，再加入3.5?7.0g丙烯酸樹脂，磁力攪拌至混合均勻，既得聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料。
[0005]本發(fā)明采用噴涂法將涂料均勻噴涂在鋼鐵表面，涂膜厚度在90微米時(shí)，即可達(dá)到對(duì)碳鋼的保護(hù)度為92?95%。
[0006]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
(1)與純環(huán)氧樹脂和聚苯胺水性涂層的防腐效果相比，抗?jié)B性能更好、防腐性能優(yōu)異；
(2)本發(fā)明未摻雜有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無污染。
【具體實(shí)施方式】
[0007]稱取0.5?2.0g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩(wěn)定的棕色氧化石墨烯懸濁液;量取I?2mL苯胺溶于500mL 0.2 mol/L鹽酸溶液中，磁力攪拌，配制得到苯胺/鹽酸溶液，再將其加入至上述氧化石墨烯懸濁液，冰水浴下磁力攪拌1.0?1.5h，得到穩(wěn)定的氧化石墨稀/苯胺/鹽酸混合液;稱取3?6g過硫酸錢溶于10mL 0.2mol/L鹽酸溶液，加入至上述氧化石墨烯/苯胺/鹽酸混合液中，同時(shí)在冰水浴下磁力攪拌反應(yīng)12?24h，靜置10?12h后過濾，得濾渣，依次用無水乙醇、去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈無色;稱取I?2g用無水乙醇、去離子水洗滌后的濾渣放入IL水中超聲分散30min，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氨水調(diào)節(jié)pH至10?11，同時(shí)加入0.5?1.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的水合肼溶液，攪拌30min，得混合物;將上述混合物倒入三口燒瓶中，在95 V下冷凝20?24h，自然冷卻至室溫，過濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈中性后，移入80 °C真空干燥箱中干燥24h，得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料;稱取20?40g水性環(huán)氧樹脂加入20?40mL蒸餾水進(jìn)行稀釋，將稀釋的水性環(huán)氧樹脂乳液倒入球磨罐中，分別加入2.5?5.0 g滑石粉、2.0?4.0g硫酸鋇、2.5?5.(^碳酸|丐，球磨30111；[11，得混合液;在上述混合液中加入2.0?4.0g水性成膜助劑乙二醇丁醚、0.2?0.4 g乳化劑OP-1O、0.2?0.4g二甲苯及2.5?5.0g的聚苯胺/石墨稀復(fù)合材料粉末，球磨2h后，再加入3.5?7.0g丙稀酸樹脂，磁力攪拌至混合均勻，既得聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料。
[0008]本發(fā)明采用噴涂法將涂料均勻噴涂在鋼鐵表面，涂膜厚度在90微米時(shí)，即可達(dá)到對(duì)碳鋼的保護(hù)度為92?95%。
[0009]實(shí)例I
稱取0.5g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩(wěn)定的棕色氧化石墨烯懸濁液;量取ImL苯胺溶于500mL 0.2 mol/L鹽酸溶液中，磁力攪拌，配制得到苯胺/鹽酸溶液，再將其加入至上述氧化石墨稀懸池液，冰水浴下磁力攪拌1.0h，得到穩(wěn)定的氧化石墨稀/苯胺/鹽酸混合液;稱取3g過硫酸銨溶于10mL 0.2mol/L鹽酸溶液，加入至上述氧化石墨烯/苯胺/鹽酸混合液中，同時(shí)在冰水浴下磁力攪拌反應(yīng)12h，靜置1h后過濾，得濾渣，依次用無水乙醇、去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈無色;稱取Ig用無水乙醇、去離子水洗滌后的濾渣放入IL水中超聲分散30min，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氨水調(diào)節(jié)pH至10，同時(shí)加入0.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的水合肼溶液，攪拌30min，得混合物;將上述混合物倒入三口燒瓶中，在95 V下冷凝20h，自然冷卻至室溫，過濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈中性后，移入80°C真空干燥箱中干燥24h，得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料;稱取20g水性環(huán)氧樹脂加入20mL蒸餾水進(jìn)行稀釋，將稀釋的水性環(huán)氧樹脂乳液倒入球磨罐中，分別加入2.5 g滑石粉、2.0 g硫酸鋇、2.5g碳酸鈣，球磨30min，得混合液;在上述混合液中加入2.0 g水性成膜助劑乙二醇丁醚、0.2 g乳化劑OP-1O、0.2 g二甲苯及2.5g的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料粉末，球磨2h后，再加入3.5g丙烯酸樹脂，磁力攪拌至混合均勻，既得聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料。
[0010]本發(fā)明采用噴涂法將涂料均勻噴涂在鋼鐵表面，涂膜厚度在90微米時(shí)，對(duì)碳鋼的保護(hù)度為92%。
[0011]實(shí)例2
稱取1.5g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩(wěn)定的棕色氧化石墨烯懸濁液;量取1.5mL苯胺溶于500mL 0.2 mol/L鹽酸溶液中，磁力攪拌，配制得到苯胺/鹽酸溶液，再將其加入至上述氧化石墨烯懸濁液，冰水浴下磁力攪拌1.2h，得到穩(wěn)定的氧化石墨烯/苯胺/鹽酸混合液;稱取4g過硫酸銨溶于10mL 0.2mol/L鹽酸溶液，加入至上述氧化石墨烯/苯胺/鹽酸混合液中，同時(shí)在冰水浴下磁力攪拌反應(yīng)18h，靜置Ilh后過濾，得濾渣，依次用無水乙醇、去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈無色;稱取1.5g用無水乙醇、去離子水洗滌后的濾渣放入IL水中超聲分散30min，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氨水調(diào)節(jié)pH至11，同時(shí)加入0.7g質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的水合肼溶液，攪拌30min，得混合物;將上述混合物倒入三口燒瓶中，在95 °C下冷凝22h，自然冷卻至室溫，過濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈中性后，移入80°C真空干燥箱中干燥24h，得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料;稱取30g水性環(huán)氧樹脂加入30mL蒸餾水進(jìn)行稀釋，將稀釋的水性環(huán)氧樹脂乳液倒入球磨罐中，分別加入4.0 g滑石粉、3.0g硫酸鋇、4.0g碳酸鈣，球磨30min，得混合液;在上述混合液中加入3.0g水性成膜助劑乙二醇丁醚、0.3 g乳化劑0P-10、0.3g 二甲苯及4.0g的聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料粉末，球磨2h后，再加入5.0g丙烯酸樹脂，磁力攪拌至混合均勻，既得聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料。
[0012]本發(fā)明采用噴涂法將涂料均勻噴涂在鋼鐵表面，涂膜厚度在90微米時(shí)，即可達(dá)到對(duì)碳鋼的保護(hù)度為93%。
[0013]實(shí)例3
稱取2.0g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩(wěn)定的棕色氧化石墨烯懸濁液;量取2mL苯胺溶于500mL 0.2 mol/L鹽酸溶液中，磁力攪拌，配制得到苯胺/鹽酸溶液，再將其加入至上述氧化石墨稀懸池液，冰水浴下磁力攪拌1.5h，得到穩(wěn)定的氧化石墨稀/苯胺/鹽酸混合液;稱取6g過硫酸銨溶于10mL 0.2mol/L鹽酸溶液，加入至上述氧化石墨烯/苯胺/鹽酸混合液中，同時(shí)在冰水浴下磁力攪拌反應(yīng)24h，靜置12h后過濾，得濾渣，依次用無水乙醇、去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈無色;稱取2g用無水乙醇、去離子水洗滌后的濾渣放入IL水中超聲分散30min，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氨水調(diào)節(jié)pH至11，同時(shí)加入1.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的水合肼溶液，攪拌30min，得混合物;將上述混合物倒入三口燒瓶中，在95 V下冷凝24h，自然冷卻至室溫，過濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈中性后，移入80°C真空干燥箱中干燥24h，得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料;稱取40g水性環(huán)氧樹脂加入40mL蒸餾水進(jìn)行稀釋，將稀釋的水性環(huán)氧樹脂乳液倒入球磨罐中，分別加入5.0 g滑石粉、4.0g硫酸鋇、5.0g碳酸鈣，球磨30min，得混合液;在上述混合液中加入4.0g水性成膜助劑乙二醇丁醚、0.4 g乳化劑0P-10、0.4g 二甲苯及5.0g的聚苯胺/石墨稀復(fù)合材料粉末，球磨2h后，再加入7.0g丙稀酸樹月旨，磁力攪拌至混合均勻，既得聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料。
[0014]本發(fā)明采用噴涂法將涂料均勻噴涂在鋼鐵表面，涂膜厚度在90微米時(shí)，即可達(dá)到對(duì)碳鋼的保護(hù)度為95%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取0.5?2.0g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩(wěn)定的棕色氧化石墨烯懸濁液； (2)量取I?2mL苯胺溶于500mL0.2 mol/L鹽酸溶液中，磁力攪拌，配制得到苯胺/鹽酸溶液，再將其加入至上述氧化石墨烯懸濁液，冰水浴下磁力攪拌1.0?1.5h，得到穩(wěn)定的氧化石墨烯/苯胺/鹽酸混合液； (3)稱取3?6g過硫酸錢溶于10mL0.2mol/L鹽酸溶液，加入至上述氧化石墨稀/苯胺/鹽酸混合液中，同時(shí)在冰水浴下磁力攪拌反應(yīng)12?24h，靜置10?12h后過濾，得濾渣，依次用無水乙醇、去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈無色； (4)稱取I?2g用無水乙醇、去離子水洗滌后的濾渣放入IL水中超聲分散30min，使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的氨水調(diào)節(jié)pH至10?11，同時(shí)加入0.5?1.0g質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的水合肼溶液，攪拌.30min，得混合物； (5)將上述混合物倒入三口燒瓶中，在950C下冷凝20?24h，自然冷卻至室溫，過濾，得濾渣，用去離子水洗滌濾渣至淋洗液呈中性后，移入80°C真空干燥箱中干燥24h，得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料； (6)稱取20?40g水性環(huán)氧樹脂加入20?40mL蒸餾水進(jìn)行稀釋，將稀釋的水性環(huán)氧樹脂乳液倒入球磨罐中，分別加入2.5?5.0 g滑石粉、2.0?4.0g硫酸鋇、2.5?5.0g碳酸|丐，球磨.30min，得混合液； (7)在上述混合液中加入2.0?4.0g水性成膜助劑乙二醇丁醚、0.2-0.4 g乳化劑OP-.10、0.2?0.4g 二甲苯及2.5?5.0g的聚苯胺/石墨稀復(fù)合材料粉末，球磨2h后，再加入3.5?.7.0g丙烯酸樹脂，磁力攪拌至混合均勻，既得聚苯胺水性環(huán)氧樹脂防腐涂料。
【文檔編號(hào)】C08G73/02GK105949960SQ201610477201
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】郭迎慶, 王龍
【申請(qǐng)人】郭迎慶