專利名稱：一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料及其制備方法。
背景技術：
金屬腐蝕給人類造成的損失是驚人的，有統計數字表明，全球每年因腐蝕造成的金屬損 失量高達全球金屬產量的20%—40%，經濟損失約10000億美元。實踐已經證明，采用涂料 對金屬進行腐蝕防護是最經濟、實用和有效的方法。但是現在的常用防腐涂料含有大量的有 機溶劑，在施工過程中對環境造成較大污染、對工人的身體健康造成巨大威脅；同時常用防 腐涂料還富含鋅，不僅消耗了大量鋅資源，還對環境造成嚴重的重金屬污染。因此環保型防 腐涂料己成為金屬防腐涂料的研究熱點和主要發展方向之一。
1985年，DeBerry發現聚苯胺膜能使金屬表面活性鈍化而防腐，這一特點引起了人們的 極大關注，從此開辟了導電高分子在防腐領域應用與研究的新天地。
導電高分子不僅具有導電性、環境穩定性及可逆的氧化還原特性等物理化學性能，而且 能使金屬表面活性鈍化而防腐，能對防腐介質物理隔離把金屬腐蝕限制在膜 界面上，并提高 金屬的電位，是十分理想的防腐材料。其中以聚吡咯和聚苯胺應用前景最好。聚吡咯由于容-易在較寬的pH值內合成、合成方便、抗氧化性能好、電導率較高、易成膜、柔軟、無毒環 保等優點，但原料價格相對較高；而聚苯胺有性能優異、原料價格低、性價比高、無毒環保、 用量低、密度小，但性能一定程度受pH的影響；總之，這兩種材料各有特點，可根據需要 選取。現有技術中雖然存在多種含有聚吡咯或聚苯胺防腐涂料的配方，但是溶劑型的對環境 污染嚴重，同時對施工人員身體健康造成威脅，而一般的含有聚吡咯或聚苯胺無溶劑涂料則 存在粘性大不易施工的缺陷，同時所添加的其它稀釋劑不能很好的參與最后的固化成膜、揮 發到大氣中還是造成一定的污染。
發明內容
'針對上述現有技術，本發明提供了一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，本發明還.提 供了其制備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的
一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于，包括以下成分導電高分子納米 粉末0.4% 5%，環氧樹脂35% 65%，活性稀釋劑10% 25%，固化劑15% 30%，固化促 進劑0.8% 4%，消泡劑0.1% 1%，增塑劑8% 15%,各組分按質量百分比，其中，固化劑為液態芳香族多元胺。
所述導電高分子納米粉末為聚吡咯納米粉末或聚苯胺納米粉末。 所述環氧樹脂為E44、 E51或E56液態環氧樹脂。 所述活性稀釋劑為亞丙基碳酸酯。
所述固化劑為3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷(DDDM)。
所述固化促進劑為間甲酚或苯酚。
所述消泡劑為甲基硅油或二甲基硅油。
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯或磷酸三甲苯酯。 一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料的制備方法，步驟如下
(1) 取導電高分子納米粉末，機械攪拌下加入到固化劑中，加熱到50 80 'C，快速攪 拌2 5小時，降至室溫，得到混合良好的混合固化劑，其中導電高分子的質量分數為0.5 40%;
(2) 稱取環氧樹脂，向其中加入活性稀釋劑、消泡劑、增塑劑，機械攪拌2 5小時， 混合均勻，再加入固化促進劑、步驟(1)中制備的混合固化劑，快速機械攪拌1 2小時， 靜置0.5 1小時，即得到新型導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料。
所述聚吡咯納米粉末的制備方法為
(1) 在室溫下，稱取陽離子表面活性劑十六垸基三甲基溴化鉸(CTAB) 3.4g和正戊醇 1.6g加入到100mL蒸餾水中，并磁力快速攪拌形成表面活性劑的膠束溶液-;
(2) 稱取2.0g吡咯滴加入到上述表面活性劑膠束溶液中，形成增溶膠束溶液；.
(3) 稱取8.0gFeCl3溶于20mL蒸餾水，并逐滴滴加到上述己形成的增溶膠束溶液中；
(4) 在室溫下，對上述體系進行磁力攪拌3小時，吡咯的化學氧化聚合在膠束中完成
(5) 向上述體索中加5mL丙酮破乳，高速離心分離出聚吡咯，再用蒸餾水洗每次50ml， 離心分離，直到所洗蒸餾水澄清為止，最后用30ml乙醇洗并離心分離，烘箱80'C烘24小時， 即得到聚吡咯納米粉末。根據以上方法將各原料按相應比例放大，即可制備任意質量的聚吡 咯納米粉末。
使用時，將本發明的防腐涂料涂覆到處理后的鋼板上，控制干膜厚度20 20(Him， 120 'C 150'C固化3 8小時或常溫固化6 8天，得到一層均勻的黒色或藍黑色漆膜。
本發明的有益效果本發明不用添加任何有機溶劑和重金屬因而對環境沒有任何污染， 通過簡單的設備即可制備，具備規模化生產的條件，容易推廣使用。本發明通過選取獨特的 稀釋劑、固化劑，通過獨特的工藝添加導電聚合物的納米粉末，使導電聚合物在涂料中良好地分布，在賦予涂料優良的防腐性能和一定的導電性能的同時保持了原有樹脂的其它優良性 能。本發明使用了液態芳香族固化劑DDDM，其中的苯環使得漆膜具有比其它涂料更好的耐 腐蝕、耐溶劑、耐熱、耐老化性能及更大的強度；同時該芳香胺與其它的芳香胺相比具有更
大活性和低的粘度。本發明使用了低粘度、高溶解力、無色、低味、無毒的亞垸基碳酸酯為 活性稀釋劑，它能與胺固化劑反應生成酯最終參與固化成膜，對體系物性影響較小。本發明 使用了新型稀釋劑和液態環氧樹脂，不使用任何溶劑就可以得到粘度低、流平性良好的涂料， 可以使用噴涂、刷涂、滾涂等工藝進行涂裝，使用簡便。本發明的涂料可以應用于鋼鐵、鎂 等金屬的防腐涂裝。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的說明 實施例l:制備防腐涂料
(1) 取lg聚吡咯納米粉末，機械攪拌下加入到40g的DDDM中，再加熱到50'C快速 機械攪拌2小時，降至室溫得到混合良好的混合固化劑。
(2) 稱取環氧樹脂(E44) 10.0g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯4g，甲基硅油0.1g，鄰 苯二甲酸二丁酯2.0g，快速機械攪拌2小時，混合均勻。再加入混合固化劑4g,間甲酚0.4g， 快速攪拌1.5小B寸'到均勻。靜置0.5小時得到涂料。
其中，聚吡咯是這樣得到的
(1) 在室溫下，辨取陽離子表面活性劑CTAB3.4g和正戊醇1.6g加入到100mL蒸餾水 中，并磁力快速攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；
(2) 稱取2.0g吡咯滴加入到上述表面活性劑膠束溶液中，形成增溶膠束溶液；
(3) 稱取8.0gFeCl3溶于20mL蒸餾水，并逐滴滴加到上述己形成的增溶膠束溶液中；
(4) 在室溫下，對上述體系進行磁力攪拌3小時，吡咯的化學氧化聚合在膠束中完成；
(5) 向上述體系中加5mL丙酮破乳，高速離心分離出聚吡咯，再用蒸餾水洗每次50ml， 離心分離,直到ff洗蒸餾水澄清為止，最后用30ml乙醇洗并離心分離，烘箱80'C烘24小時， 即得到聚吡咯納米粉末。根據以上方法將各原料按相應比例放大，即可制備任意質量的聚口比 咯納米粉末。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在90^mi左右。12(TC固化8小時。
實施例2:制備防腐涂料
(1)取4g聚苯胺納米粉末，機械攪拌下加入到40g的DDDM中，再加熱到60'C快速機械攪拌3小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2)稱取環氧樹脂(E51) 12.0g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯4g，甲基硅油0.1g，鄰 苯二甲酸二辛酯2.0g，快速機械攪拌3小時，混合均勻。再加入混合固化劑4.5g，苯酚0.5g， 快速攪拌2小時到均勻。靜置1.0小時得到涂料。 聚苯胺可在市場上買到。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在150pm左右。13(TC固化6小時。
實施例3:制備防腐涂料
(1) 取5g聚苯胺納米粉末，機械攪拌下加入到30g的DDDM中，再加熱到70'C快速 機械攪拌5小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2) 稱取環氧樹脂(E56) 15.0g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯3.0g， 二甲基硅油0.1g， 磷酸三甲苯酯2.5g，快速機械攪拌2小時，混合均勻。再加入混合固化劑5.0g，苯酚0.258， 快速攪拌1小時到均勻。靜置1小時得到涂料。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在50iam左右。15(TC固化3小時。
實施例4:制備防腐涂料
'(1)取3g聚苯胺納米粉末，機械攪拌下加入到30g的DDDM中，再加熱到65t:快速 機械攪拌4小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2)稱取環氧樹脂(E44) 12.0g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯5.0g, 二甲基硅油O.lg， 磷酸三苯酯2.0g,快速機械攪拌5小時，混合均勻。再加入混合固化劑4.0g，間甲酚(K3g, 快速攪拌1小時到均勻。靜置1小時得到涂料。
應用；將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在80^un左右。140。C固化5小時。 實施例5:制備防腐涂料
(1) 取5g聚吡咯納米粉末，機械攪拌下加入到30g的DDDM中，再加熱到55'C烤速 機械攪拌5小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2) 稱取環氧樹脂(E56) 15.0g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯3.0g，甲基硅油O.lg， 磷酸三甲苯酯2.1g，快速機械攪拌2小時，混合均勻。再加入混合固化劑5.0g，苯酚0.6g， 快速攪拌1小時到均勻。靜置1小時得到涂料。
聚吡咯的制備同實施例1。應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制
在3(^m左右。室溫固化7天。
實施例6:制備防腐涂料
(1) 取2g聚吡咯納米粉末，機械攪拌下加入到30g的DDDM中，再加熱到80。C快速 機械攪拌3小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2) 稱取環氧樹脂(E56) 10.0g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯2.0g， 二甲基硅油O.lg， 磷酸三甲苯酯2.0g，快速機械攪拌4小時，混合均勻。再加入混合固化劑5.0g，苯酚0.5g， 快速攪拌1.5小時到均勻。靜置1小時得到涂料。
聚吡咯的制備同實施例l。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在100pm左右。120'C固化8小時。 .實施例7:制備防腐涂料-
(1) 取5g聚苯胺納米粉末，機械攪拌下加入到30g的DDDM中，再加熱到80'C快速 機械攪拌5小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2) 稱取環氧樹脂(E56) 15.0g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯4.0g, 二甲基硅油O.lg， 磷酸三苯酯2.5g，快速機械攪拌3小時，混合均勻。再加入混合固化劑8.0g，苯酚0.5g，快 速攪拌2小時到均勻。靜置0.5小時得到涂料。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45辨R板上，干膜厚度控制 在120pm左右。150'C固化5小時。
實施例8:制備防腐涂料
(1) 取2g聚吡咯納米粉末，機械攪拌下加入到30g的DDDM中，再加熱到60'C快速 機械攪拌2小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2) 稱取環氧樹脂(E44) 10.0g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯4.0g， 二甲基硅油O.lg， 鄰苯二甲酸二丁酯2,0g，快速機械攪拌3小時，混合均勻。再加入混合固化劑5.0g，苯酚0.5g， 快速攪拌2小時到均勻。靜置1小時得到涂料。
聚吡咯的制備同實施例l。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在6(Him左右。室溫固化8天。 實施例9:制備防腐涂豐4:
(1)取0.8g聚吡咯納米粉末，機械攪拌下加入到30g的DDDM中，再加熱到50'C快速機械攪拌5小時，降到室溫得到混合良好的混合固化劑。
(2)稱取環氧樹脂(E44) 65g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯25g， 二甲基硅油0.3g， 鄰苯二甲酸二丁酯15g，快速機械攪拌5小時，混合均勻。再加入混合固化劑20.4g,苯酚4g， 快速攪拌2小時到均勻。靜置1小時得到涂料。 聚吡咯的制備同實施例1。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在20pm左右。室溫固化6天。
實施例10:制備防腐涂料:
(1) 取3g聚吡咯納米粉末，機械攪拌下加入到20g的DDDM中，再加熱到70。C快速 機械攪拌3小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2) 稱取環氧樹脂(E44) 50g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯15g， 二甲基硅油0.4g， 鄰苯二甲酸二丁酯12g，快速機械攪拌3小時，混合均勻。再加入混合固化劑23g，苯酚2g， 快速攪拌1.5小時到均勻。靜置45分鐘得到涂料。
聚吡咯的制備伺實施例1。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在100nm左右。150'C固化3小時。 實施例ll:制備防腐涂料
(1) 取2g聚吡咯納米粉末，機械攪拌下加入到25g的DDDM中，再加熱到6(TC快速 機械攪拌2小時，降溫得到混合良好的混合固化劑。
(2) 稱取環氧樹脂(E44) 55g，加入活性稀釋劑亞丙基碳酸酯20g， 二甲基硅油0.6g， 鄰苯二甲酸二丁酯10g，快速機械攪拌3小時，混合均勻。再加入混合固化劑27g，苯酚3g, 快速攪拌2小時到均勻。靜置1小時得到涂料。
聚吡咯的制備同實施例l。
應用將以上涂料用毛刷刷涂到經打磨除銹、除油處理過的45#鋼板上，干膜厚度控制 在150pm左右。室溫固化8天。
權利要求
1. 一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于，包括以下成分導電高分子納米粉末0.4％～5％，環氧樹脂35％～65％，活性稀釋劑10％～25％，固化劑15％～30％，固化促進劑0.8％～4％，消泡劑0.1％～1％，增塑劑8％～15％，各組分按質量百分比，其中，所述固化劑為液態芳香族多元胺。
2. 根據權利要求l所述的一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于所述導電高 分子納米粉末為聚吡咯納米粉末或聚苯胺納米粉末。
3. 根據權利要求l所述的一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于所述環氧樹 脂為E44、 E51或E56液態環氧樹脂。
4. 根據權利要求l所述的一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于所述活性稀 釋劑為亞丙基碳酸酯。
5. 根據權利要求l所述的一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于所述固化劑 為3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲垸。
6. 根據權利要求l所述的一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于所述固化促 進劑為間甲酚或苯酚。
7. 根據權利要求l所述的一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于所述消泡劑為甲基硅油或二甲基硅油。
8. 根據權利要求l所述的一種導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，其特征在于所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯或磷酸三甲苯酯。
9. 一種權利要求l所述的導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料的制備方法，其特征在于，步驟如下 .(1) 取導電高分子納米粉末，機械攪拌下加入到固化劑中，加熱到50 80 °C,快速攪 拌2 5小時，降至室溫，得到混合良好的混合固化劑，其中導電高分子的質量分數為0.5 40%;(2) 稱取環氧樹脂，向其中加入活性稀釋劑、消泡劑、增塑劑，機械攪拌2 5小時，混 合均勻，再加入步驟(1)中制備的混合固化劑、固化促進劑，.快速機械攪拌1 2小時， 靜置0.5 1小時，即得到新型導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料。
10. 根據權利要求9所述的導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述 聚吡咯納米粉末的制備方法為U)在室溫下，稱取陽離子表面活性劑CTAB3.4g和正戊醇1.6g加入到100mL蒸餾水中， 并磁力快速攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；(2) 稱取2.0g吡咯滴加入到上述表面活性劑膠束溶液中，形成增溶膠束溶液；(3) 稱取8.0gFeCl3溶于20mL水，并逐滴滴加到上述已形成的增溶膠束溶液中；(4) 在室溫下，對上述體系進行磁力攪拌3小時，吡咯的化學氧化聚合在膠束中完成；(5) 向上述體系中加5mL丙酮破乳，高速離心分離出聚吡咯，再用蒸餾水洗每次50ml， 離心分離，直到所洗蒸餾水澄清為止，最后用30ml乙醇洗并離心分離，烘箱80'C烘24 小時，即得到聚吡咯納米粉末。
全文摘要
本發明公開了導電高分子無溶劑低粘度防腐涂料，包括以下成分導電高分子納米粉末0.4％～5％，環氧樹脂35％～65％，活性稀釋劑10％～25％，固化劑15％～30％，固化促進劑0.8％～4％，消泡劑0.1％～1％，增塑劑8％～15％，各組分按質量百分比。制備方法為先將導電高分子納米粉末與固化劑混合得到混合固化劑；然后向環氧樹脂中加入活性稀釋劑、消泡劑、增塑劑，混勻，然后加入固化促進劑、混合固化劑，混勻，靜置0.5～1小時。本發明的涂料可以應用于鋼鐵、鎂等金屬的防腐涂裝，具有無污染、性能好、制備簡單、使用簡便等優點。
文檔編號C09D5/08GK101418182SQ20081015828
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月28日 優先權日2008年10月28日
發明者劉增溫, 張德田, 陳為軍 申請人:日照君青能源科技材料有限公司