[发明专利]一种防腐涂料用易分散聚苯胺的制备方法

说明书

技术领域

     本发明涉及一种防腐涂料。具体地说，涉及一种防腐涂料用易分散聚苯胺的制备方法。

背景技术

金属腐蚀对国民经济发展和社会环境产生了巨大危害，为了防止腐蚀，人们采取了各种手段来进行腐蚀防护。实践证明，采用涂料对金属进行防腐蚀保护是最有效的手段之一。聚苯胺因具有可逆的氧化还原特性和独特的电化学特性，在防腐涂料领域已逐渐引起人们的重视。然而传统方法制得的聚苯胺几乎不溶于常规有机溶剂中，仅溶于某些强极性高沸点溶剂中（例如N-甲基吡咯烷酮和间甲酚），但是使用这些溶剂会造成环境污染，并且价格昂贵，这就大大地限制了聚苯胺的应用。为了解决这一难题，中国专利ZL200410099006.5和CN101143991A公开了一种将聚苯胺结构纳米化的技术来克服聚苯胺加工困难的问题以便制备高性能的聚苯胺防腐涂料；中国专利ZL02139434.2描述了通过原位聚合将聚苯胺修饰在无机纳米颗粒表面来制备聚苯胺防腐涂料。但上述技术方法在商业化实施方面尚存在困难。因此，迫切需要寻找一种简单易行，低成本，易分散聚苯胺制备的技术方法，来促进聚苯胺防腐涂料的工业化进程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简便、成本低、适于工业化生产的防腐涂料用易分散聚苯胺的制备方法，以解决聚苯胺易聚集，在常规溶剂中分散性差的难题。

本发明的构思如下：

采用传统水溶液氧化聚合方法合成聚苯胺时，由于聚苯胺的生成速率非常快，且聚苯胺分子链具有线性结构特征间以及链间存在强的相互作用，因此获得聚苯胺的形貌呈现团聚形式，颗粒尺寸较大。我们一方面通过引入含有取代基团的苯胺衍生物与苯胺进行共聚合，利用取代基团的立体结构效应，以削弱聚苯胺链间的相互作用，并进而降低其团聚行为。另一方面我们在反应初期添加了聚氧乙烯烷基酚醚类表面活性剂，由于聚氧乙烯烷基酚醚中的-O-基团与聚苯胺中-NH基团存在氢键作用，使得这类表面活性剂容易包覆在聚苯胺初级颗粒表面，限制了颗粒的二次聚集。因此制得的表面改性聚苯胺拥有较小的尺寸。选用表面活性剂的HLB值在10-13范围内，是为了确保表面活性剂与有机溶剂间存在良好的相容性，从而提高表面改性聚苯胺在常规有机溶剂中的分散稳定性。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种防腐涂料用易分散聚苯胺的制备方法，其特征是，所述方法包括：将苯胺和苯胺衍生物溶解在0.5-3mol/L的无机酸水溶液中，控制苯胺和苯胺衍生物的总浓度为0.05~1mol/L无机酸水溶液，在强力搅拌下，滴加过硫酸铵水溶液，反应进行1-3小时后，再滴加HLB值在10-13范围内的非离子型表面活性剂的无机酸水溶液，室温下继续反应10-30小时，经过滤、去离子水洗涤后得到掺杂态的表面改性聚苯胺。再将掺杂态聚苯胺置于5-10 wt%的氨水溶液中，在室温下持续搅拌24 小时后，经过滤、去离子水洗涤、干燥后，即得本征态的表面改性聚苯胺；

其中，过硫酸胺用量与苯胺和苯胺衍生物总量的摩尔比为1：（0.8~1.2）；

苯胺与苯胺衍生物的摩尔比为1：（0.2~2）；

苯胺和苯胺衍生物的总质量与非离子型表面活性剂用量的比值为100：（2~20）；

所述的HLB值在10-13范围内的非离子型表面活性剂为聚氧乙烯烷基酚醚，其结构简式：                                                ；其中R为辛基，壬基，或者十二烷基，n=7~10；

所述的苯胺衍生物的结构简式：，式中，X=CH₃，C₂H₅，OCH₃，NH₂，Cl；所述的无机酸为盐酸、硫酸和高氯酸、硝酸、磷酸中的一种。

本发明的积极效果是：

    （1）制备工艺简单，生产成本低，能够进行工业化生产应用；

    （2）与现有聚苯胺相比，制得的表面改性聚苯胺用作防腐涂料时具有良好的分散稳定性和更优异的防腐性能。

附图说明

图1为本发明比较例1的场发射扫描电镜照片；

图2为本发明比较例2的场发射扫描电镜照片；

图3为本发明实施例1的场发射扫描电镜照片；

图4为（a）比较例3和（b）实施例4在5wt.% NaCl水溶液中塔费尔曲线，其中，横坐标为电流密度，纵坐标为腐蚀电位；