一种改性水性聚苯胺环氧树脂涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种改性水性聚苯胺环氧树脂涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。
[0003]近些年来，涂料有向绿色环保方向迈进的趋势.水性涂料成为涂料发展的一个重要方向和研究热点。涂料企业和相关的科研院所不断推出水性防腐涂料、高固体分防腐涂料等新品种，国外甚至已经提出将水性防腐涂料用于环境苛刻的重防腐涂料体系。其中水性环氧树脂具有其突出的性能优势，使制备得到的水性环氧涂料同样具有优异的性能，专家认为水性环氧树脂涂料成为当今各国水性涂料研究的热点，水性环氧树脂的研究和应用也越来越受到重视。此外，近年来导电聚合物的迅速发展，给金属腐蚀和环境保护问题的解决带来了新的转机。一般认为，导电聚合物促使在金属和聚合物界面上形成钝化层，从而减缓腐蚀，使金属得以保护。在各种导电聚合物中，聚苯胺(PANI)因其原料易得、合成简单等诸多优点，已成为最有应用前途的防腐、导电高分子之一，PANI防腐涂料具有独特的抗划伤和抗点蚀性能，使其成为一种前景广阔的并特别适合于新型金属腐蚀的防护涂料.目前对于聚苯胺防腐涂料的研究主要集中在聚苯胺电化学聚合或导电聚苯胺树脂共混体系，由于聚苯胺直接聚合难以防护面积较大的金属器件，而且聚苯胺大分子拥有很强相互作用的共轭大键，以其为骨架制备的涂料溶解性分散性差，因此使用纯聚苯胺制备防腐涂料的性价比不高。若缺乏聚苯胺的一般涂料的防腐性能、抗划伤和抗点蚀性能比较差。目前工艺上缺少能有效改进技术的方法。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种改性水性聚苯胺环氧树脂涂料及其制备方法。
[0005]本发明提供如下技术方案:
一种改性水性聚苯胺环氧树脂涂料，按照份数计量包括:环氧树脂36-45份、盐酸12-20份、苯胺6-15份、过硫酸铵18-30份、丙烯酸9-26份、十二烷基苯磺酸2-11份、聚酰胺树脂6-17份、N—甲基烯丙基胺25-45份、二乙醇胺22-40份。
[0006]所述的一种改性水性聚苯胺环氧树脂涂料的制备方法，包括如下步骤:
(1)制备水性环氧树脂溶液
在烧瓶中，依次加入环氧树脂、助溶剂和阻聚剂，加热升温至40°C，通入氮气，滴加N—甲基烯丙基胺，温度为40-45°C，时间为45-60分钟，将产物降温至40°C，滴加二乙醇胺，温度在40-45 0C，时间为75-90分钟，加入丙烯酸并搅拌，中和至pH值为6.5，并加人一定量的去离子水稀释，温度为16-20 °C ；
(2)制备改性固化剂的
在稀盐酸溶液中加入苯胺，滴加过硫酸铵溶液，不断搅拌，在PH值为2-6条件下反应，温度19-24°C左右，反应4小时.反应完毕后采用砂芯漏斗抽滤，用去离子水洗至滤液呈中性并且无色，在真空条件下干燥24小时，温度为60-80°C，得到掺杂态聚苯胺。再用氨水洗涤，脱掺杂，在真空条件下干燥24小时，即得到本征态聚苯胺，研碎，样品呈棕色粉末状，密封保存。用十二烷基苯磺酸作为掺杂剂，将其与本征态的聚苯胺溶液掺杂后与聚酰胺树脂溶液混合，搅拌3小时，温度为60 °C，即得改性的固化剂；
(3)制备涂料
在烧饼中加入、水、润湿剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂，搅拌分散6-9分钟，加人防锈颜料复合铁钛粉、氧化铁红、填料滑石粉，搅拌分散30-35分钟。加入消泡剂，搅拌6-9分钟进行消泡，再加入水性环氧树脂，充分混合，搅拌20-30分钟，然后加入流平剂、缓蚀剂和增稠流变剂，搅拌充分混合均匀，即制备得水性环氧涂料基本组分.将水性环氧涂料基本组分和改性的固化剂充分混合，熟化15-30分钟即可使用。
[0007]本发明的有益效果:
本发明提供了一种改性水性聚苯胺环氧树脂涂料及其制备方法，本发明提供的涂料使用水溶性的氧化还原体系引发双键固化，有效地避免了体系破乳和分层问题。本涂料充分显示了聚苯胺环氧树脂涂料防腐性能、抗划伤和抗点蚀性的优点。本涂料具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小。
具体实施例
[0008]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0009]实施例1
一种改性水性聚苯胺环氧树脂涂料，按照份数计量包括:环氧树脂36份、盐酸12份、苯胺6份、过硫酸铵18份、丙烯酸9份、十二烷基苯磺酸2份、聚酰胺树脂6份、N—甲基烯丙基胺25份、二乙醇胺22份。
[0010]所述的一种改性水性聚苯胺环氧树脂涂料的制备方法，包括如下步骤:
(I)制备水性环氧树脂溶液
在烧瓶中，依次加入环氧树脂、助溶剂和阻聚剂，加热升温至40°C，通入氮气，滴加N—甲基烯丙基胺，温度为40°C，时间为45分钟，将产物降温至40°C，滴加二乙醇胺，温度在40°C，时间为75分钟，加入丙烯酸并搅拌，中和至pH值为6.5，并加人一定量的去离子水稀释，温度为16°C;
(2)制备改性固化剂的
在稀盐酸溶液中加入苯胺，滴加过硫酸铵溶液，不断搅拌，在PH值为2条件下反应，温度19°C左右，反应4小时.反应完毕后采用砂芯漏斗抽滤，用去离子水洗至滤液呈中性并且无色，在真空条件下干燥24小时，温度为60°C，得到掺杂态聚苯胺。再用氨水洗涤，脱掺杂，在真空条件下干燥24小时，即得到本征态聚苯胺，研碎，样品呈棕色粉末状，密封保存。用十二烷基苯磺酸作为掺杂剂，将其与本征态的聚苯胺溶液掺杂后与聚酰胺树脂溶液混合，搅拌3小时，温度为60°C，S卩得改性的固化剂；
(3)制备涂料
在烧饼中加入、水、润湿剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂，搅拌分散6分钟，加人防锈颜料复合铁钛粉、氧化铁红、填料滑石粉，搅拌分散30分钟。加入消泡剂，搅拌6分钟进行消泡，再加入水性环氧树脂，充分混合，搅拌20分钟，然后加入流平剂、缓蚀剂和增稠流变剂，搅拌充分混合均匀，即制备得水性环氧涂料基本组分.将水性环氧涂