專利名稱：一種水性聚吡咯防腐涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性聚吡咯防腐涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬腐蝕給人類造成的損失是驚人的，實踐已經(jīng)證明，采用涂料對金屬進(jìn)行腐蝕 防護是最經(jīng)濟、實用和有效的方法，但是現(xiàn)在常用的防腐涂料含有大量的有機溶劑，在施工 過程中對環(huán)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(huán)境造成嚴(yán)重的重金屬污染。因此水性防腐涂料已成為金 屬防腐涂料的研究熱點和主要發(fā)展方向之一。導(dǎo)電高分子(聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩及它們的衍生物)作為金屬的防腐涂層，具 有良好的防腐效果。其中，由于聚吡咯合成容易、成本較低、熱和化學(xué)穩(wěn)定性高，因此是一種 最具有實用價值的聚合物防腐涂料。雖然聚吡咯具有優(yōu)良的防腐性能，但是其機械加工性 能、與樹脂的相容性均較差，限制了它的使用?，F(xiàn)在聚吡咯與樹脂結(jié)合的常規(guī)方法主要有 ①溶解法用特殊溶劑溶解后加入樹脂中，此法會導(dǎo)致環(huán)境污染，施工條件惡劣，而且溶劑 價格昂貴使成本劇增；②物理共混法如球磨法，耗費大量能源和時間，而且其在樹脂中的 分散性和穩(wěn)定性差，最終影響了聚吡咯防腐性能的發(fā)揮；③先在胺類固化劑中溶解聚吡咯， 再和環(huán)氧樹脂復(fù)合，此法具有無法克服的缺陷聚吡咯含量低，無法達(dá)到具有最佳防腐效果 的含量。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在諸多不足之處，急需一種聚吡咯含量高、成本低、性能 好的防腐涂料。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種水性聚吡咯防腐涂料，其聚吡咯含量高，防 腐性能好，無污染且成本低，還提供了這種涂料的制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的—種水性聚吡咯防腐涂料，是由以下組分制成水性環(huán)氧乳液70 90份，消泡 劑0. 5 1. 5份，分散劑0. 5 4份，固化劑0. 5 5份，聚吡咯防腐劑9 18份，蒸餾水 0. 1 3份。所述水性環(huán)氧乳液為山西博奧化工水性環(huán)氧E-44。所述消泡劑為甲基硅油或二甲基硅油。所述分散劑為異丙醇、乙二醇及其醚或丙二醇及其醚中的任一種。所述固化劑為乙二胺或二乙烯三胺。所述水為去離子水。一種水性聚吡咯防腐涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)制備聚吡咯防腐劑在三口燒瓶中加入吡咯、硅溶膠、有機酸，其中，吡咯、硅 溶膠、有機酸的質(zhì)量比為1 (1 2) (0.6 1.2)，再加入200g蒸餾水，充分?jǐn)嚢?，待各組分混合均勻后向體系中逐滴加入氧化劑水溶液，反應(yīng)12 24h后，用甲醇和蒸餾水反 復(fù)洗滌至濾液為無色，產(chǎn)物在55 65°C下真空干燥10 12h后研磨至細(xì)度60 ii m以下，即 得到聚吡咯防腐劑；(2)將水性環(huán)氧乳液與聚吡咯防腐劑按照一定比例4 1 10 1充分混勻，并 加入各種助劑混合均勻后，涂覆或噴涂在經(jīng)除油、除銹處理的金屬表面，室溫下固化1 3天。所述有機酸為對甲苯磺酸或樟腦磺酸。所述氧化劑水溶液為過硫酸鉀或過硫酸銨的水溶液，其中，氧化劑與水的質(zhì)量比 為1 (4. 5 5.5)；氧化劑與吡咯的質(zhì)量比為1 1。本發(fā)明的水性聚吡咯防腐涂料制備方法簡單，解決了聚吡咯可加工性差的問題， 可在涂料受到劃傷后通過生成鈍化膜而使裸露金屬免于腐蝕，對基體金屬起保護作用。把 防腐涂料涂覆在經(jīng)打磨、除油處理過的45#鋼板上，固化后采用石蠟對鋼板四周進(jìn)行封邊， 以消除因邊緣涂覆不均勻而造成的電位測試誤差。以鋼板作為工作電極，飽和甘汞電極為 參比電極，濃度為3%的NaCI溶液為腐蝕介質(zhì)，室溫下測試鋼板的平衡電位。涂覆該防腐涂 料的45#鋼板比不涂覆時的45#鋼板平衡開路電位至少提高了 150mV，最高可提高220mV， 防腐效果顯著。該防腐涂料不添加任何有機溶劑和重金屬因而對環(huán)境沒有任何污染，同時 聚吡咯熱和化學(xué)穩(wěn)定性高，即使分解后也不會象聚苯胺那樣可能產(chǎn)生致癌物質(zhì)，是一種環(huán) 保型涂料。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明實施例1制備一種水性聚吡咯防腐涂料，步驟如下(1)稱取10克吡咯、15克硅溶膠(青島海洋化工)，12克對甲苯磺酸加入200克 水，攪拌均勻；將10克過硫酸銨溶于50克水中得到氧化劑水溶液，然后滴加到吡咯溶液中， 冰水浴中反應(yīng)24h后用甲醇和蒸餾水反復(fù)洗滌至濾液為無色，產(chǎn)物在60°C下真空干燥12h 后研磨至細(xì)度60 y m以下得到聚吡咯防腐劑。(2)將水性環(huán)氧乳液和聚吡咯防腐劑按照9 1的比例充分混勻，并加入各種助劑 混合均勻后，涂覆或噴涂在經(jīng)除油、除銹處理的金屬表面，室溫下固化2天。實施例2制備一種水性聚吡咯防腐涂料，步驟如下(1)稱取8克吡咯、15克硅溶膠(青島海洋化工)，10克對甲苯磺酸加入200克 水，攪拌均勻；將8克過硫酸銨溶于44克水中得到氧化劑水溶液，然后滴加到吡咯溶液中， 冰水浴中反應(yīng)24h后用甲醇和蒸餾水反復(fù)洗滌至濾液為無色，產(chǎn)物在60°C下真空干燥10 h 后研磨至細(xì)度60 y m以下得到聚吡咯防腐劑。(2)將水性環(huán)氧乳液和聚吡咯防腐劑按照一定比例8 1充分混勻，并加入各種助 劑混合均勻后，涂覆或噴涂在經(jīng)除油、除銹處理的金屬表面，室溫下固化3天。實施例3制備一種水性聚吡咯防腐涂料，步驟如下(1)稱取15克吡咯、15克硅溶膠(青島海洋化工)，12克樟腦磺酸加入200克水， 攪拌均勻；將15克過硫酸銨溶于70克水中得到氧化劑水溶液，然后滴加到吡咯溶液中，室 溫下反應(yīng)12h后用甲醇和蒸餾水反復(fù)洗滌至濾液為無色，產(chǎn)物在65°C下真空干燥10h后研磨至細(xì)度60 y m以下得到聚吡咯防腐劑。(2)將水性環(huán)氧乳液和聚吡咯防腐劑按照一定比例5 1充分混勻，并加入各種助 劑混合均勻后，涂覆或噴涂在經(jīng)除油、除銹處理的金屬表面，室溫下固化2天。實施例4制備一種水性聚吡咯防腐涂料，步驟如下(1)稱取12克吡咯、20克硅溶膠(青島海洋化工)，15克對甲苯磺酸加入200克 水，攪拌均勻；將12克過硫酸鉀溶于60克水中得到氧化劑水溶液，然后滴加到吡咯溶液中， 室溫下反應(yīng)12h后用甲醇和蒸餾水反復(fù)洗滌至濾液為無色，產(chǎn)物在60°C下真空干燥10h后 研磨至細(xì)度60 y m以下得到聚吡咯防腐劑。(2)將水性環(huán)氧乳液和聚吡咯防腐劑按照一定比例4 1充分混勻，并加入各種助 劑混合均勻后，涂覆或噴涂在經(jīng)除油、除銹處理的金屬表面，室溫下固化3天。實施例5制備一種水性聚吡咯防腐涂料，步驟如下(1)稱取15克吡咯、20克硅溶膠(青島海洋化工)，10克樟腦磺酸加入200克水， 攪拌均勻；將15克過硫酸鉀溶于67克水中得到氧化劑水溶液，然后滴加到吡咯溶液中，室 溫下反應(yīng)24 h后用甲醇和蒸餾水反復(fù)洗滌至濾液為無色，產(chǎn)物在55°C下真空干燥12h后研 磨至細(xì)度60 y m以下得到聚吡咯防腐劑。(2)將水性環(huán)氧乳液和聚吡咯防腐劑按照一定比例7 1充分混勻，并加入各種助 劑混合均勻后，涂覆或噴涂在經(jīng)除油、除銹處理的金屬表面，室溫下固化2天。
權(quán)利要求
一種水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于是由以下組分制成水性環(huán)氧乳液70～90份，消泡劑0.5～1.5份，分散劑0.5～4份，固化劑0.5～5份，聚吡咯防腐劑9～18份，蒸餾水0.1～3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述水性環(huán)氧乳液 為水性環(huán)氧E-44。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述消泡劑為甲基硅油或二甲基硅油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述分散劑為異丙 醇、乙二醇及其醚或丙二醇及其醚中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述固化劑為乙二胺或二乙烯三胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述水為去離子水。
7.權(quán)利要求1所述的一種水性聚吡咯防腐涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)制備聚吡咯防腐劑在三口燒瓶中加入吡咯、硅溶膠、有機酸，其中，吡咯、硅溶膠、 有機酸的質(zhì)量比為1 (1 2) (0.6 1.2)，再加入200g蒸餾水，充分?jǐn)嚢?，待各組分 混合均勻后向體系中逐滴加入氧化劑水溶液，反應(yīng)12 24h后，用甲醇和蒸餾水反復(fù)洗滌 至濾液為無色，產(chǎn)物在55 65°C下真空干燥10 12h后研磨至細(xì)度60 μ m以下，即得到聚 吡咯防腐劑；(2)將水性環(huán)氧乳液與聚吡咯防腐劑按照一定比例4 1 10 1充分混勻，并加入 各種助劑混合均勻后，涂覆或噴涂在經(jīng)除油、除銹處理的金屬表面，室溫下固化1 3天。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水性聚吡咯防腐涂料的制備方法，其特征在于所述有 機酸為對甲苯磺酸或樟腦磺酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水性聚吡咯防腐涂料的制備方法，其特征在于所述氧 化劑水溶液為過硫酸鉀或過硫酸銨的水溶液，其中，氧化劑與水的質(zhì)量比為1 (4.5 5.5)；氧化劑與吡咯的質(zhì)量比為1 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性聚吡咯防腐涂料，是由以下組分制成水性環(huán)氧乳液70～90份，消泡劑0.5～1.5份，分散劑0.5～4份，固化劑0.5～5份，聚吡咯防腐劑9～18份，蒸餾水0.1～3份。制備時，由吡咯、硅溶膠、有機酸、氧化劑等合成聚吡咯防腐劑，將合成的聚吡咯防腐劑與水性環(huán)氧乳液、助劑等混合均勻得到水性聚吡咯防腐涂料。其聚吡咯含量高、防腐性能好、無污染且成本低，適用于鋼鐵等金屬的防腐，是一種環(huán)保型涂料。
文檔編號C09D5/08GK101851459SQ201010011449
公開日2010年10月6日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者張德田, 滕蕾, 王明輝, 石元昌, 陳為軍 申請人:日照君青能源科技材料有限公司