[发明专利]一种不锈钢表面聚合聚苯胺-TiO2镀层的制备方法

说明书

一种不锈钢表面聚合聚苯胺‑TiO₂镀层的制备方法，该方法是先将聚苯胺溶液与TiO₂溶胶混合制成PH＝1.0‑3.0的电解液，将不锈钢试样作为工作电极，在三电极系统中，进行电化学聚合，在不锈钢试样上形成防腐镀层。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：电化学法制备聚苯胺‑TiO₂复合镀层是在含苯胺与TiO₂溶胶混合制成的电解质溶液中，在一定的电化学条件，可使苯胺与TiO₂溶胶在阳极上发生氧化聚合反应，生成粘附于电极表面的聚苯胺‑TiO₂复合薄膜。电化学方法合成的聚苯胺‑TiO₂复合镀层纯度高，反应条件简单且易于控制。

技术领域

本发明涉及腐蚀科学与防护技术领域，尤其涉及一种不锈钢表面聚合聚苯胺-TiO₂镀层的制备方法。

背景技术

随着工业与科学技术的发展，腐蚀科学在国民经济中所占的地位越来越重要，腐蚀在现代工业中常是一种极重要的破坏因素，它给人类带来巨大的经济损失和社会危害。社会危害表现在由于某些腐蚀问题难以解决而妨碍新工艺和装置的正常运行。如尿素生产工艺早在1870年就提出来，但是该工艺有高温、高压、高腐蚀等特点，人们为了寻找防蚀技术奋斗了大半个世纪，直到1953年荷兰的公司提出在原料气中加入氧气作为钝化剂维持不锈钢的钝化，解决尿素装置中不锈钢的钝化，才使尿素工艺真正走上了工业化道路。

受仪器、实验方法的限制，目前腐蚀数据资料不全面、腐蚀数据不准确，难以适应新情况的需要，亟待补充与更新。而有机聚合物作为一种填料用于涂层具有自清洁、抗划伤性、耐磨损性能以及耐腐蚀性，近来已经吸引了越来越多的关注。其中，聚苯胺可以与一些活泼的无机纳米粒子共同掺杂来有效的改善涂层的耐蚀性能，对不锈钢具有保护作用，已成为当今研究的热点问题。

聚苯胺的合成方法：(1)化学氧化聚合：在酸性条件下加入合适的氧化剂制得聚苯胺。优点：制得的样品性质比较均匀，电导率好，稳定性佳。缺点：反应受到介质酸的种类、浓度，氧化剂的种类、浓度，单体浓度和反应温度、反应时间等诸多因素的影响。(2)电化学聚合：在含苯胺的电解质溶液中，选择适当的电化学条件，使苯胺在阳极上发生氧化聚合反应，生成粘附于电极表面的聚苯胺薄膜或是沉积在电极表面的聚苯胺粉末。优点：合成的聚苯胺纯度高，反应条件简单且易于控制。缺点：只适宜于合成小批量的聚苯胺。(3)乳液聚合：微乳液是由表面活性剂、助表面活性剂、油及水在适当配比下自发形成的一种外观透明或半透明、低粘度的热力学稳定体系。优点：反应条件容易控制、产物粒径均匀，而且因其粒径都在纳米级别，又使产物具有了纳米粒子的特性，进一步拓宽了其应用领域。

TiO₂俗称钛白粉，无毒、无味、无刺激性，热稳定性好且原料来源广泛易得。TiO₂作为一种无毒金属氧化物，具有电荷载流子承载能力、优异的化学和光学稳定性。

专利号CN104638256A公开了一种纳米复合材料及其制备方法和锂离子电池，该纳米复合材料由上部的聚苯胺纳米层、中间的TiO₂/氧化石墨烯复合层以及下部的聚苯胺纳米层构成；其中，所述的聚苯胺纳米层为纳米棒状聚苯胺阵列；所述的TiO₂/氧化石墨烯复合层为TiO2纳米颗粒分布在多层氧化石墨烯的网状结构中所形成的复合层。优点：使纳米复合材料不仅具有优良的循环稳定性和高倍率放电性能，而且材料无毒、环境友好、价格便宜；而该纳米复合材料的制备方法操作简单，绿色高效。