專利名稱：以苯基封端苯胺四聚體為抗腐蝕添加劑制備功能型涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于抗腐蝕涂料的制備技術(shù)。
據(jù)報道，每年全世界鋼鐵總量的十分之一要被腐蝕掉。腐蝕給人們造成的損失觸目驚心。人們很早就開始尋找抗腐蝕的途徑，在過去通常采用以下方法有1.物理保護(hù)法。這種方法通過隔絕空氣與水分，減緩金屬表面的電化學(xué)腐蝕，使金屬受到保護(hù)，例如普通的涂料。2.化學(xué)保護(hù)，例如添加鉻，磷酸鹽，硅酸鹽等減緩腐蝕的添加劑和添加鋅的犧牲陽極或陰極保護(hù)法。
近幾年來，越來越多的研究小組嘗試用電活性聚合物來作抗腐蝕材料。聚苯胺作為電活性聚合物的一個品種，它具有良好的電化學(xué)可逆性，在空氣下可穩(wěn)定存在，原料易得等特性，被認(rèn)為是最有可能在實際中得到應(yīng)用品種。
聚苯胺的抗腐蝕能力是由Menloi首先發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時Menloi在鐵片上聚合了一層聚苯胺，在對其作鹽霧實驗時發(fā)現(xiàn)，這層聚苯胺薄膜具有良好的抗腐蝕能力。然而由于當(dāng)時對聚苯胺的研究還很不深入，聚苯胺基本上被認(rèn)為是一種不溶不熔的粉末，人們很難用機械方法使其在普通的鋼鐵上涂上一層均勻的薄膜。從實際應(yīng)用的角度看，Menloi的電化學(xué)形成薄膜的方法，對于象輪船，橋梁和管道等大型結(jié)構(gòu)件的防腐來說，是不可行的。因此人們的研究目光逐漸轉(zhuǎn)向如何使化學(xué)氧化得到的聚苯胺粉末變得可溶。目前人們主要使用一些特殊結(jié)構(gòu)的酸，如十二烷基苯磺酸，樟腦磺酸等對聚苯胺摻雜，提高其在普通有機溶劑中的溶解度。然而這些處理方法無疑大大增加了聚苯胺的成本，不利于其在實際生產(chǎn)中應(yīng)用。
為了降低聚苯胺的成本，一些研究小組嘗試把聚苯胺作為已有的抗腐蝕涂料的添加劑，使之形成聚苯胺防腐涂料。例如用聚苯胺/環(huán)氧共混體系，聚苯胺/聚氨酯共混體系，聚苯胺/聚酰亞胺共混體系，聚苯胺/苯乙烯丙烯酸系共聚酯體系，聚苯胺/聚丁基異丁基酯共混體系等。然而聚苯胺的難溶解性，很難使其在以上共混體系中混合均勻，并且聚苯胺本身與金屬表面粘結(jié)性很差，很難與之形成致密的接觸，而這種致密的接觸正是電活性聚合物起到抗腐蝕作用所必須的在最近的研究工作中我們發(fā)明了一條全新的合成苯基封端苯胺四聚體的路線(國家發(fā)明專利申請?zhí)?8122357.5)。本發(fā)明采用苯基封端苯胺四聚體作為抗腐蝕涂料添加劑，添加到普通涂料中，從而制備出抗腐蝕功能型涂料。涂料的種類為油脂涂料，天然樹脂涂料，酚醛樹脂涂料，瀝青樹脂涂料，醇酸樹脂涂料，氨基樹脂涂料，丙烯酸樹脂涂料，聚酯樹脂涂料，環(huán)氧樹脂涂料，聚氨酯涂料。與聚苯胺相比，苯基封端苯胺四聚體分子正好是聚苯胺的一個重復(fù)單元，它具有與聚苯胺非常相近的電化學(xué)性質(zhì)，此外，它還具有良好的溶解性，可溶解在一些普通的有機溶劑中，所以它與普通的涂料共混，能形成比較均勻的共混體系，只需加入0.5％-10％還原態(tài)或中間氧化態(tài)的苯基封端苯胺四聚體，就能起到很好的抗腐蝕作用，成本很低，而且由于苯基封端苯胺四聚體的分子比較小，能與金屬表面形成致密的接觸，從而起到很好的抗腐蝕作用。而且苯基封端苯胺四聚體比聚苯胺及一端或兩端為胺端基的低聚物穩(wěn)定得多，不會因為分子的分解而降低抗腐蝕能力，也不會因為分解產(chǎn)生的小分子揮發(fā)物而造成環(huán)境污染。本發(fā)明的特點是1.采用可溶的苯基封端苯胺四聚體作為抗腐蝕涂料的添加劑，與普通的抗腐蝕涂料共混，制備抗腐蝕功能型涂料。2.由于苯基封端苯胺四聚體分子較小且可溶，因而能與金屬表面形成致密的接觸，而這種致密的接觸是導(dǎo)電聚合物發(fā)揮抗腐蝕性能的必要條件。3.苯基封端苯胺四聚體與其他端基的苯胺齊聚物相比(譬如，母體苯胺齊聚物和兩端都是胺基的苯胺齊聚物)，在空氣下的長期穩(wěn)定性更好。因此，由它制備的抗腐蝕涂料可以長期儲存。4.苯基封端的苯胺四聚體分子正好是聚苯胺的一個重復(fù)單元，所以它具有與聚苯胺非常相近的電化學(xué)性質(zhì)，苯基封端苯胺四聚體作為抗腐蝕涂料的添加劑，與聚苯胺相比，其抗腐蝕性能變化不大。實施例一將5g處于還原態(tài)的苯基封端苯胺四聚體溶解在10ml N，N-二甲酰胺溶液中，完全溶解后，將其倒入200ml普通的醇酸油漆中，混合均勻后，便得到抗腐蝕油漆(添加劑的含量約為2.5％)。實施例二改變添加劑的含量其它與實施例一相同，只是將苯基封端苯胺四聚體改為10g，，得到添加劑含量約為5％抗腐蝕油漆。該漆的抗腐蝕性能與實施例一得到的油漆相比，抗腐蝕性能更好，然而其漆膜的韌性有所降低。實施例三改變添加劑的含量其它與實施例一相同，只是將添加劑改為20g，得到添加劑含量為10％的油漆，該漆的抗腐蝕性能與實施例二得到的油漆相比，抗腐蝕性能更好，然而其漆膜的韌性卻大大下降。實施例四改變添加劑加入的方式將5g處于還原態(tài)的苯基封端的苯胺四聚體放入200ml油漆中，一起倒入膠體磨中混合均勻，得到抗腐蝕油漆。得到油漆與實施例一中得到的油漆相比，由于不含N，N-二甲基甲酰胺，漆膜更容易風(fēng)干，有利于施工。實施例五改變涂料的種類其它與實施例四相同，只是將200ml醇酸漆換成200ml環(huán)氧漆，得到抗腐蝕油漆，其抗腐蝕性能與實施例四得到的油漆相比，差別不大。實施例六改變涂料的種類其它與實施例四相同，只是將200ml醇酸漆換成200ml聚氨酯漆，得到聚氨酯抗腐蝕漆，其抗腐蝕能力與實施例四得到的抗腐蝕漆大約相同。實施例七改變涂料的種類其它與實施例四相同，只是將200ml醇酸漆換成200ml瀝青樹脂涂料，得到瀝青樹脂抗腐蝕涂料，其抗腐蝕能力與實施例四得到的抗腐蝕漆大約相同。實施例八改變苯基封端苯胺四聚體的氧化態(tài)其它與實施例四相同，只是將苯基封端苯胺四聚體的氧化態(tài)由還原態(tài)換成中間氧化態(tài)。得到的抗腐蝕油漆的抗腐蝕性能與實施例四得到的抗腐蝕漆。
權(quán)利要求
1.一種抗腐蝕功能型涂料的制備技術(shù)。其特征在于以苯基封端苯胺四聚體為添加劑，添加到普通的涂料中，其添加量為0.5％-10％，從而制備出抗腐蝕涂料。
2.如權(quán)利1所述的涂料的制備技術(shù)，其特征在于使用四聚體作為添加劑時，四聚體可處于還原態(tài)或中間氧化態(tài)。
3.如權(quán)利1，2所述的涂料的制備技術(shù)，其特征在于涂料的種類為油脂涂料，天然樹脂涂料，酚醛樹脂涂料，瀝青樹脂涂料，醇酸樹脂涂料，氨基樹脂涂料，丙烯酸樹脂涂料，聚酯樹脂涂料，環(huán)氧樹脂涂料，聚氨酯涂料。
全文摘要
本發(fā)明屬于抗腐蝕功能型涂料的制備技術(shù)。本發(fā)明采用苯基封端苯胺四聚體作為添加劑,添加到普通的涂料中,從而制備抗腐蝕功能型涂料。本發(fā)明工藝簡單,容易操作,成本低。
文檔編號C09D5/08GK1250792SQ9912096
公開日2000年4月19日 申請日期1999年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月18日
發(fā)明者張萬金, 高軍波, 李科, 王策, 于有海, 吳忠文 申請人:吉林大學(xué)