本发明属于复合新材料领域，具体涉及一种环氧聚吡咯金属防腐涂料的制备方法。
背景技术：
导电聚合物复合涂层具有传统涂层望而却步的金属钝化和阳极保护功能，同时兼备抗刮伤作用，防腐材料势必成为导电聚合物使用前景最为光明的范畴之一，导电聚合物通过和其他物质复合，使复合涂层达到耐老化、耐酸碱、力学性能优良的技术指标；
与溶剂型涂料相比，水性涂料具有诸多优点，如voc含量低、气味低、不易燃烧、使用安全、可用水清洗等。因此人们将环氧树脂进行水性化处理，使之成为水性漆，来满足更高的要求。数十年的研究开发和应用实践证明，水性环氧漆涂料秉承了环氧树脂的诸多优点，对钢材、水泥的附着力优异，收缩率低，对中等酸、碱和其他溶剂有良好的耐蚀性和抗渗透性，能与各种树脂、填料和助剂良好的混溶，配制成一系列常用的防腐蚀漆，可形成一个水性环氧防腐涂料的体系；
但与溶剂型涂料相比，水性涂料的配方复杂，通常包含有多种无机添加剂，而这些无机添加剂会因为与树脂的分散性差，影响到涂膜的稳定性，导致涂膜的性能下降。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的中无机添加剂与树脂的分散性差，造成涂膜的稳定性差的问题，提供一种环氧聚吡咯金属防腐涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环氧聚吡咯金属防腐涂料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)取1.4-2重量份的无机催化剂，加入到其重量10-14倍的二氯甲烷中，搅拌均匀，得甲烷溶液；
(2)取10-15重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量24-30倍的去离子水中，搅拌反应3-4小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量2-3倍的苯甲酰氯中，升高温度为60-70℃，保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀在100-110℃下真空干燥30-40分钟，得酰氯化溶胶；
(3)取酰氯化溶胶，加入到其重量30-45倍的去离子水中，加入0.7-1重量份的司盘80，在60-70℃下保温搅拌10-13分钟，得酰氯化溶胶水分散液；
(4)取40-50重量份的吡咯、3-4重量份的2-羟基-6-萘甲酸混合，加入到混合料重量1.6-2倍的无水乙醇中，磁力搅拌10-20分钟，蒸馏除去乙醇，得酸化吡咯；
(5)取2-3重量份的乙酸酐，加入到其重量30-49倍的二氯甲烷中，搅拌均匀，加入酸化吡咯，搅拌均匀，与甲烷溶液混合，送入到3-4℃的水浴中，搅拌反应30-40分钟，出料，在常温下搅拌反应3-5小时，加入上述酰氯化溶胶水分散液，超声10-14分钟，得溶胶改性吡咯单体；
(6)将上述溶胶改性吡咯单体送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为4-6℃，保温反应4-5小时，出料，过滤，将沉淀水洗，真空70-75℃下干燥20-23小时，加入到其重量100-110倍的去离子水中，搅拌均匀，得溶胶改性聚吡啶溶液；
(7)取130-140重量份的环氧树脂，与溶胶改性聚吡啶溶液混合，4000-5000转/份搅拌1-2小时，得环氧聚吡咯金属防腐涂料。
所述的无机催化剂为三氯化铝。
本发明涂料的使用方法为：取本发明的涂料，与其重量15-30％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在100-130℃下保温固化100-150分钟，即可。
本发明的有益效果是，本发明首先将正硅酸乙酯水解，然后通过苯甲酰氯处理，得酰氯化溶胶，然后将吡咯酸化，与乙酸酐、酰氯化溶胶混合，以二氯甲烷为反应溶剂、三氯化铝为催化剂，将酰氯化溶胶与吡咯共混交联，得溶胶改性吡咯单体，然后将该单体进行聚合，得到溶胶改性聚吡咯，其可以很好的分散到去离子水中，得到水溶性的聚合物分散液，然后与环氧树脂混合分散，得到水性环氧聚吡咯涂料；
本发明的涂料将二氧化硅溶胶与吡咯单体进行交联，然后再聚合，可以增强二氧化硅与聚合物间的相容性，提高成品涂膜的稳定性强度，同时加入的二氧化硅还可以提高成品涂膜的韧性、表面硬度和抗冲击强度，本发明的聚吡咯环氧涂料可以在金属基材表面形成一层高致密度的氧化膜，增强了其抑制阳极反应的能力，更好地隔离金属基材与腐蚀介质，表现出了更好的抗腐蚀性能，成功的延缓了腐蚀介质对低碳钢材料的腐蚀。
具体实施方式
实施例1
一种环氧聚吡咯金属防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1.7重量份的三氯化铝，加入到其重量10倍的二氯甲烷中，搅拌均匀，得甲烷溶液；
(2)取13重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量28倍的去离子水中，搅拌反应3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量2-3倍的苯甲酰氯中，升高温度为66℃，保温搅拌1小时，过滤，将沉淀在107℃下真空干燥30分钟，得酰氯化溶胶；
(3)取酰氯化溶胶，加入到其重量38倍的去离子水中，加入0.7重量份的司盘80，在65℃下保温搅拌10分钟，得酰氯化溶胶水分散液；
(4)取48重量份的吡咯、3重量份的2-羟基-6-萘甲酸混合，加入到混合料重量1.6倍的无水乙醇中，磁力搅拌16分钟，蒸馏除去乙醇，得酸化吡咯；
(5)取2重量份的乙酸酐，加入到其重量38倍的二氯甲烷中，搅拌均匀，加入酸化吡咯，搅拌均匀，与甲烷溶液混合，送入到3℃的水浴中，搅拌反应35分钟，出料，在常温下搅拌反应3小时，加入上述酰氯化溶胶水分散液，超声10-14分钟，得溶胶改性吡咯单体；
(6)将上述溶胶改性吡咯单体送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为4℃，保温反应4小时，出料，过滤，将沉淀水洗，真空72℃下干燥20小时，加入到其重量107倍的去离子水中，搅拌均匀，得溶胶改性聚吡啶溶液；
(7)取138重量份的环氧树脂，与溶胶改性聚吡啶溶液混合，4000转/份搅拌1小时，得环氧聚吡咯金属防腐涂料。
本发明涂料的使用方法为：
取本发明的涂料，与其重量20％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在107℃下保温固化120分钟，即可。
实施例2
一种环氧聚吡咯金属防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2重量份的三氯化铝，加入到其重量14倍的二氯甲烷中，搅拌均匀，得甲烷溶液；
(2)取15重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌反应4小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量3倍的苯甲酰氯中，升高温度为70℃，保温搅拌2小时，过滤，将沉淀在110℃下真空干燥40分钟，得酰氯化溶胶；
(3)取酰氯化溶胶，加入到其重量45倍的去离子水中，加入1重量份的司盘80，在70℃下保温搅拌13分钟，得酰氯化溶胶水分散液；
(4)取50重量份的吡咯、4重量份的2-羟基-6-萘甲酸混合，加入到混合料重量2倍的无水乙醇中，磁力搅拌20分钟，蒸馏除去乙醇，得酸化吡咯；
(5)取3重量份的乙酸酐，加入到其重量49倍的二氯甲烷中，搅拌均匀，加入酸化吡咯，搅拌均匀，与甲烷溶液混合，送入到4℃的水浴中，搅拌反应40分钟，出料，在常温下搅拌反应5小时，加入上述酰氯化溶胶水分散液，超声14分钟，得溶胶改性吡咯单体；
(6)将上述溶胶改性吡咯单体送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为6℃，保温反应5小时，出料，过滤，将沉淀水洗，真空75℃下干燥23小时，加入到其重量110倍的去离子水中，搅拌均匀，得溶胶改性聚吡啶溶液；
(7)取140重量份的环氧树脂，与溶胶改性聚吡啶溶液混合，5000转/份搅拌2小时，得环氧聚吡咯金属防腐涂料。
本发明涂料的使用方法为：
取本发明的涂料，与其重量30％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在130℃下保温固化150分钟，即可。
实施例3
一种环氧聚吡咯金属防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取1.4重量份的无机催化剂，加入到其重量10倍的二氯甲烷中，搅拌均匀，得甲烷溶液；
(2)取10重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量24倍的去离子水中，搅拌反应3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，加入到其重量2倍的苯甲酰氯中，升高温度为60℃，保温搅拌1小时，过滤，将沉淀在100℃下真空干燥30分钟，得酰氯化溶胶；
(3)取酰氯化溶胶，加入到其重量30倍的去离子水中，加入0.7重量份的司盘80，在60℃下保温搅拌10分钟，得酰氯化溶胶水分散液；
(4)取40重量份的吡咯、3重量份的2-羟基-6-萘甲酸混合，加入到混合料重量1.6倍的无水乙醇中，磁力搅拌10分钟，蒸馏除去乙醇，得酸化吡咯；
(5)取2重量份的乙酸酐，加入到其重量30倍的二氯甲烷中，搅拌均匀，加入酸化吡咯，搅拌均匀，与甲烷溶液混合，送入到3℃的水浴中，搅拌反应30分钟，出料，在常温下搅拌反应3小时，加入上述酰氯化溶胶水分散液，超声10分钟，得溶胶改性吡咯单体；
(6)将上述溶胶改性吡咯单体送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为4℃，保温反应4小时，出料，过滤，将沉淀水洗，真空70℃下干燥20小时，加入到其重量100倍的去离子水中，搅拌均匀，得溶胶改性聚吡啶溶液；
(7)取130重量份的环氧树脂，与溶胶改性聚吡啶溶液混合，4000转/份搅拌1小时，得环氧聚吡咯金属防腐涂料。
本发明涂料的使用方法为：
取本发明的涂料，与其重量15％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在100℃下保温固化100分钟，即可。
性能测试：
将本发明环氧聚吡咯金属防腐涂料在金属基材表面形成的涂膜在3.5wt％的氯化钠溶液中浸泡3天，测得涂膜的剪切强度为18-22mpa；在10wt％的盐酸溶液中浸泡3天，测得涂膜的剪切强度为19-23mpa；在10wt％的氢氧化钠溶液中浸泡3天，测得涂膜的剪切强度为19-22mpa；
对比例：
将传统的环氧树脂涂料在金属基材表面形成的涂膜在3.5wt％的氯化钠溶液中浸泡3天，测得涂膜的剪切强度为11-13mpa；在10wt％的盐酸溶液中浸泡3天，测得涂膜的剪切强度为9-10mpa；在10wt％的氢氧化钠溶液中浸泡3天，测得涂膜的剪切强度为10-12mpa。
可以看出本发明的涂膜具有更好的稳定性强度，对金属基材的防腐蚀保护性更强。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。