一種聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料的制備方法
【專利摘要】本發明具體涉及一種聚苯胺復合材料與水性環氧樹脂共混制備聚苯胺/石墨烯水性環氧防腐涂料的制備方法，屬于防腐涂料技術領域。本發明針對水性環氧樹脂涂料以水為溶劑，存在大量的親水基團，致使涂層的耐水性和防腐性能降低的問題，本發明提供了一種聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料的制備方法，本發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/石墨烯復合材料，并將此復合材料與水性環氧樹脂共混制備防腐涂層。本發明在水性環氧樹脂中加入聚苯胺/石墨烯復合材料提高金屬腐蝕電位，快速傳導腐蝕過程中形成的電子，分離陰極和陽極反應，并在基體表面形成金屬鈍化層，減緩金屬的腐蝕，并且復合材料的比表面積大，延長了氧氣和水分子到達碳鋼表面的滲透路徑，具有優良的屏障性能。
【專利說明】
一種聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料的制備方法
技術領域
[0001]本發明具體涉及一種聚苯胺復合材料與水性環氧樹脂共混制備聚苯胺/石墨烯水性環氧防腐涂料的制備方法，屬于防腐涂料技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著工業技術的不斷發展，金屬材料的廣泛使用，金屬腐蝕問題日益嚴重，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，現常用保護方法是涂料防腐。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，易造成環境污染，隨著人們環保意識的增強，水性環氧樹脂涂料這種具有低V0C、低毒性、施工簡單等優點的水性涂料成為重要發展方向。但是水性環氧樹脂涂料以水為溶劑，有大量的親水基團，水的導電率較高，使涂層的耐水性和防腐性能降低。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題:針對水性環氧樹脂涂料以水為溶劑，存在大量的親水基團，致使涂層的耐水性和防腐性能降低的問題，本發明提供了一種聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料的制備方法，本發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/石墨烯復合材料，并將此復合材料與水性環氧樹脂共混制備防腐涂層。本發明在水性環氧樹脂中加入聚苯胺/石墨烯復合材料提高金屬腐蝕電位，快速傳導腐蝕過程中形成的電子，分離陰極和陽極反應，并在基體表面形成金屬鈍化層，減緩金屬的腐蝕，由于復合材料的比表面積大，延長了氧氣和水分子到達碳鋼表面的滲透路徑，具有優良的屏障性能。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(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，同時在冰水浴下磁力攪拌反應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，使用質量分數10%的氨水調節pH至10?11，同時加入0.5?1.0g質量分數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，得聚苯胺復合材料； (6)稱取20?40g水性環氧樹脂加入20?40mL蒸餾水進行稀釋，將稀釋的水性環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，既得聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料。
[0005]本發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，即可達到對碳鋼的保護度為92?95%。
[0006]本發明的有益技術效果是:
(1)與純環氧樹脂和聚苯胺水性涂層的防腐效果相比，抗滲性能更好、防腐性能優異；
(2)本發明未摻雜有害物質，對環境無污染。
【具體實施方式】
[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，同時在冰水浴下磁力攪拌反應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，使用質量分數10%的氨水調節pH至10?11，同時加入0.5?1.0g質量分數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/石墨烯復合材料;稱取20?40g水性環氧樹脂加入20?40mL蒸餾水進行稀釋，將稀釋的水性環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，既得聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料。
[0008]本發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，即可達到對碳鋼的保護度為92?95%。
[0009]實例I
稱取0.5g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩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，同時在冰水浴下磁力攪拌反應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，使用質量分數10%的氨水調節pH至10，同時加入0.5g質量分數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/石墨烯復合材料;稱取20g水性環氧樹脂加入20mL蒸餾水進行稀釋，將稀釋的水性環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，既得聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料。
[0010]本發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，對碳鋼的保護度為92%。
[0011]實例2
稱取1.5g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩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，同時在冰水浴下磁力攪拌反應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，使用質量分數10%的氨水調節pH至11，同時加入0.7g質量分數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/石墨烯復合材料;稱取30g水性環氧樹脂加入30mL蒸餾水進行稀釋，將稀釋的水性環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，既得聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料。
[0012]本發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，即可達到對碳鋼的保護度為93%。
[0013]實例3
稱取2.0g氧化石墨烯分散在IL水中，超聲2h后得到穩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，同時在冰水浴下磁力攪拌反應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，使用質量分數10%的氨水調節pH至11，同時加入1.0g質量分數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/石墨烯復合材料;稱取40g水性環氧樹脂加入40mL蒸餾水進行稀釋，將稀釋的水性環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，既得聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料。
[0014]本發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，即可達到對碳鋼的保護度為95%。
【主權項】
1.一種聚苯胺水性環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，同時在冰水浴下磁力攪拌反應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，使用質量分數10%的氨水調節pH至10?11，同時加入0.5?1.0g質量分數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/石墨烯復合材料； (6)稱取20?40g水性環氧樹脂加入20?40mL蒸餾水進行稀釋，將稀釋的水性環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，既得聚苯胺水性環氧樹脂防腐涂料。
【文檔編號】C08G73/02GK105949960SQ201610477201
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】郭迎慶, 王龍
【申請人】郭迎慶