本發(fā)明涉及金屬表面處理劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種添加聚苯胺防腐蝕型可剝性高分子防銹膜。

背景技術(shù)：

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上每年會(huì)有總重相當(dāng)于金屬年量10-20%的鋼鐵制品由于腐蝕、銹蝕等原因造成不能使用，為此人們采取了各種各樣的防銹方法來比避免銹蝕，減少損失。防銹劑的種類多種多樣，其中亞硝酸鈉因其防銹性能優(yōu)異且價(jià)格低廉一直備受青睞并廣泛使用，但因?yàn)閬喯跛徕c是有強(qiáng)制癌基因的物質(zhì)，因此，在20世紀(jì)80年代，國內(nèi)外便進(jìn)行了大量的研發(fā)工作，制備了多種以烷基、烷氧基、鹵代基、萘酸類及其衍生物、硝基苯甲酸類以及硼酸酯、硼酸鹽和鉬酸鹽等為主的材料來取代亞硝酸鈉的新型水溶性防銹劑。盡管這些新型防銹劑叫亞硝酸鈉更加的安全合理，但在其成膜使用過程中，存在著較復(fù)雜的去膜處理問題，通常要采用堿水處理，或者用竹刀和刮片等物理方法處理，這樣的處理不僅不能夠除盡涂膜還有可能損傷金屬表面，還耗工費(fèi)時(shí)增加成本，因此隨著防銹技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對防銹液及其成膜的應(yīng)用要求的逐漸提高，便出現(xiàn)了新型的防銹膜，可剝性防銹膜。其中聚乙烯醇可剝性防銹膜在近年來的應(yīng)用較為廣泛，對可剝性塑料的研究相對來說我國的起步是比較晚的，相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道也比較少。

郭俊在《PVA水溶性高分子可剝性防銹膜的研制》一文中通過向聚乙烯醇中加入防銹劑及其他添加劑，將其在水浴鍋中加熱至完全溶解，再利用涂布流延法將其均勻的涂覆在金屬表面，在干燥箱中加熱烘干成膜，并且利用中性鹽霧實(shí)驗(yàn)、水溶性測定實(shí)驗(yàn)以及電鏡實(shí)驗(yàn)等對聚乙烯醇防銹包裝膜性能進(jìn)行表征，結(jié)果表明，PVA防銹膜不僅具有很好的防銹性能，而且具有很好的可剝性和水溶性，符合綠色包裝的特點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景，但是文章中是以聚乙烯醇和聚乙二醇復(fù)配使用作為防銹膜的載體成膜劑，聚乙烯醇和聚乙二醇都具有良好的水溶性，并且制備的防銹膜在40℃下冷水中膜不易溶解，但是放到恒溫水浴鍋中加熱至40℃以上的熱水中，可以觀察到聚乙烯醇薄膜會(huì)先逐漸變軟，之后膜變得更薄，最后全部溶解，說明該防銹膜具有水溶性，屬于高溫水溶性膜，可以回收利用，可以在保證常溫或40℃以下的溫度下運(yùn)輸起到良好的防銹效果，大大限制了防銹膜的應(yīng)用領(lǐng)域，必須對其進(jìn)行改性，提高其抗腐蝕、耐油、耐高溫和耐水等性能，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，使其滿足各種條件下的防銹防腐蝕要求。

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，提供一種添加聚苯胺防腐蝕型可剝性高分子防銹膜。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種添加聚苯胺防腐蝕型可剝性高分子防銹膜，由下列重量份的原料制備制成：苯胺2-2.5、炭黑2-2.3、過硫酸銨9-11、十二烷基硫酸鈉16-18、異丙醇鋁6.8-7.5、硅烷偶聯(lián)劑A151 0.2-0.3、正硅酸四乙酯12-14、聚氧乙烯聚脂肪醇醚1.6-2.1、聚乙二醇2-2.5、辛基三乙氧基硅烷3.5-4、聚乙烯醇15-17、硼砂1.8-2.5、乙烯基三胺5-6、檸檬酸鈉2-3、三乙醇胺3-4、氨基硅油0.5-0.8、丙三醇2-3、十二烷基磺酸鈉1-1.3、十二烷基甜菜堿適量、硝酸適量、鹽酸適量、無水乙醇適量、去離子水適量。

所述一種添加聚苯胺防腐蝕型可剝性高分子防銹膜，由以下具體步驟制備制成：

（1）將異丙醇鋁與去離子水按照摩爾比1：100混合，在水浴環(huán)境85-95℃溫度下回流攪拌1-1.5h，然后滴加硝酸調(diào)節(jié)溶液pH值為3-3.5，繼續(xù)回流攪拌0.5-1h后用去離子水稀釋至固含量為5.4-5.8%，冷卻至室溫后加入0.5%的硅烷偶聯(lián)劑A151乙醇溶液，攪拌均勻后靜置反應(yīng)3-5h，備用；

（2）將去離子水和無水乙醇按照摩爾比1:5-8混合，磁力攪拌均勻得到溶液A，將正硅酸四乙酯、無水乙醇按照摩爾比1:15-20混合，磁力攪拌混合均勻得溶液B，將溶液A和溶液B混合置于恒溫磁力攪拌器中攪拌，滴加適量鹽酸調(diào)節(jié)pH值為3.5-5.5，其中溫度設(shè)為30℃，轉(zhuǎn)速為1300-1500r/min，恒溫?cái)嚢?.5-1h，待反應(yīng)結(jié)束后加入步驟（1）制備的產(chǎn)物混合攪拌1-1.5h備用；

（3）將聚氧乙烯聚脂肪醇醚、十二烷基甜菜堿按照質(zhì)量比5:3混合加到去離子水中，攪拌溶解制成乳化劑濃度為9-9.5%的混合溶液，再加入聚乙二醇磁力攪拌至完全溶解后加入71wt%辛基三乙氧基硅烷溶液，升高溫度至30℃，轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min，恒溫?cái)嚢?.5-1h，待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫備用；

（4）將十二烷基硫酸鈉加到1%（v/v）的鹽酸溶液中，攪拌30-50min后形成質(zhì)量濃度為1.5%的乳化劑溶液，將炭黑加到去離子水中超聲震蕩成2%的分散也，再將炭黑分散液加到乳化劑溶液中攪拌10min后超聲震蕩20min，然后以1d/min的速率將苯胺加到上述混合溶液中，調(diào)節(jié)溶液的pH值為2-3，滴加結(jié)束后加入過硫酸銨于25℃下水浴加熱反應(yīng)4-6h，反應(yīng)結(jié)束后得到混合液備用；

（5）將聚乙烯醇加到去離子水中，水浴加熱至95℃攪拌溶解制成濃度為10-12wt%的聚乙烯醇溶液，再加入步驟（4）制備的產(chǎn)物攪拌混合后置于超聲波清洗儀中，在320W的條件下超聲15min，分散均勻后加入除硼砂外的其余剩余的物料繼續(xù)超聲10min，然后加入0.5%的硼砂溶液，在55℃下交聯(lián)反應(yīng)45min后冷卻至室溫；

（6）將步驟（2）制備的產(chǎn)物和步驟（3）制備的產(chǎn)物按照質(zhì)量比2:1混合，在35℃條件下混合攪拌0.5h后加到步驟（5）制備的產(chǎn)物中，然后將復(fù)合膜液在超聲功率320W條件下超聲15min脫泡，然后將復(fù)合膜液涂覆在金屬工件表面，干燥成膜即可。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明根據(jù)聚乙烯醇由于表面具有大量的羥基，具有良好的成膜性能，通過添加防銹劑和其他添加劑制備出具有防銹性能的可剝性防銹膜，但是因其膜具有水溶性和不耐高溫性，導(dǎo)致應(yīng)用范圍受到局限，對此本文采用異丙醇鋁為先驅(qū)物制備出鋁溶膠并且利用硅烷偶聯(lián)劑對其改性，然后和硅溶膠復(fù)合得到改性的硅鋁復(fù)合溶膠，得到具有良好的分散性、不聚集、不縮聚等特性的復(fù)合溶膠，再采用乳液聚合的方法以硅烷單體為原料，正硅酸乙酯為前驅(qū)體，制備出穩(wěn)定的硅烷乳液，將硅烷乳液分散在改性的硅鋁復(fù)合溶膠中，通過與復(fù)合溶膠中顆粒表面大量存在、具有較高活性的羥基反應(yīng)，使原膠粒表面-Si-OH、-Al-OH-被烷基取代，形成較多的硅氧烷疏水鏈，提高防水效果，并且分子容易滲透進(jìn)金屬表面，提高聚乙烯醇防銹膜液的粘結(jié)性、附著力、耐油、耐水和耐磨等性能，聚苯胺具有良好的耐腐蝕、成膜性，但是在水基中溶解性和分散性差，炭黑具有導(dǎo)電、自潤滑等特點(diǎn)，本發(fā)明將炭黑與聚苯胺高分子形成均勻分散的乳液，在聚苯胺高分子溶膠的作用下，炭黑均勻的分散在聚苯胺周圍，聚苯胺包覆在炭黑表面，提高了聚苯胺乳液的穩(wěn)定性、改善了聚苯胺的溶解性，從而提高了防銹膜的抗腐蝕性能、疏油、耐磨、潤滑等性能，本發(fā)明制備的防銹劑能夠在工件表面形成致密的一層膜，粘結(jié)力高，附著力好，不易脫落，耐油、抗腐蝕、耐酸堿性能好，可剝性好，操作方便，能夠減少資源損失，經(jīng)濟(jì)效益好，值得推廣。

具體實(shí)施方式

一種添加聚苯胺防腐蝕型可剝性高分子防銹膜，由下列重量份（公斤）的原料制備制成：苯胺2、炭黑2、過硫酸銨9、十二烷基硫酸鈉16、異丙醇鋁6.8、硅烷偶聯(lián)劑A151 0.2、正硅酸四乙酯12、聚氧乙烯聚脂肪醇醚1.6、聚乙二醇2、辛基三乙氧基硅烷3.5、聚乙烯醇15、硼砂1.8、乙烯基三胺5、檸檬酸鈉2、三乙醇胺3、氨基硅油0.5、丙三醇2、十二烷基磺酸鈉1、十二烷基甜菜堿適量、硝酸適量、鹽酸適量、無水乙醇適量、去離子水適量。

所述一種添加聚苯胺防腐蝕型可剝性高分子防銹膜，由以下具體步驟制備制成：

（1）將異丙醇鋁與去離子水按照摩爾比1：100混合，在水浴環(huán)境85℃溫度下回流攪拌1h，然后滴加硝酸調(diào)節(jié)溶液pH值為3，繼續(xù)回流攪拌0.5h后用去離子水稀釋至固含量為5.4%，冷卻至室溫后加入0.5%的硅烷偶聯(lián)劑A151乙醇溶液，攪拌均勻后靜置反應(yīng)3h，備用；

（2）將去離子水和無水乙醇按照摩爾比1:5混合，磁力攪拌均勻得到溶液A，將正硅酸四乙酯、無水乙醇按照摩爾比1:15混合，磁力攪拌混合均勻得溶液B，將溶液A和溶液B混合置于恒溫磁力攪拌器中攪拌，滴加適量鹽酸調(diào)節(jié)pH值為3.5，其中溫度設(shè)為30℃，轉(zhuǎn)速為1300r/min，恒溫?cái)嚢?.5h，待反應(yīng)結(jié)束后加入步驟（1）制備的產(chǎn)物混合攪拌1h備用；

（3）將聚氧乙烯聚脂肪醇醚、十二烷基甜菜堿按照質(zhì)量比5:3混合加到去離子水中，攪拌溶解制成乳化劑濃度為9%的混合溶液，再加入聚乙二醇磁力攪拌至完全溶解后加入71wt%辛基三乙氧基硅烷溶液，升高溫度至30℃，轉(zhuǎn)速為1000r/min，恒溫?cái)嚢?.5h，待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫備用；

（4）將十二烷基硫酸鈉加到1%（v/v）的鹽酸溶液中，攪拌30min后形成質(zhì)量濃度為1.5%的乳化劑溶液，將炭黑加到去離子水中超聲震蕩成2%的分散也，再將炭黑分散液加到乳化劑溶液中攪拌10min后超聲震蕩20min，然后以1d/min的速率將苯胺加到上述混合溶液中，調(diào)節(jié)溶液的pH值為2，滴加結(jié)束后加入過硫酸銨于25℃下水浴加熱反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后得到混合液備用；

（5）將聚乙烯醇加到去離子水中，水浴加熱至95℃攪拌溶解制成濃度為10wt%的聚乙烯醇溶液，再加入步驟（4）制備的產(chǎn)物攪拌混合后置于超聲波清洗儀中，在320W的條件下超聲15min，分散均勻后加入除硼砂外的其余剩余的物料繼續(xù)超聲10min，然后加入0.5%的硼砂溶液，在55℃下交聯(lián)反應(yīng)45min后冷卻至室溫；

（6）將步驟（2）制備的產(chǎn)物和步驟（3）制備的產(chǎn)物按照質(zhì)量比2:1混合，在35℃條件下混合攪拌0.5h后加到步驟（5）制備的產(chǎn)物中，然后將復(fù)合膜液在超聲功率320W條件下超聲15min脫泡，然后將復(fù)合膜液涂覆在金屬工件表面，干燥成膜即可。

將清洗干凈的金屬工件浸漬到按照實(shí)施例制備的防銹液中，干燥成膜后進(jìn)行性能 測試，結(jié)果如下：

外觀：膜光滑完整，無破洞和贅余，不易脫模；硬度：＞2H；鹽水浸泡試驗(yàn)（3%的氯化鈉，25±2℃）：＞26h，中性鹽霧試驗(yàn)（5%氯化鈉，35±2℃）：＞48h；水溶性：＞70℃。