专利名称：一种水性聚吡咯防腐涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水性聚吡咯防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
金属腐蚀给人类造成的损失是惊人的，实践已经证明，采用涂料对金属进行腐蚀 防护是最经济、实用和有效的方法，但是现在常用的防腐涂料含有大量的有机溶剂，在施工 过程中对环境造成较大污染、对工人的身体健康造成巨大威胁；同时常用防腐涂料还富含 锌，不仅消耗了大量锌资源，还对环境造成严重的重金属污染。因此水性防腐涂料已成为金 属防腐涂料的研究热点和主要发展方向之一。导电高分子(聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩及它们的衍生物)作为金属的防腐涂层，具 有良好的防腐效果。其中，由于聚吡咯合成容易、成本较低、热和化学稳定性高，因此是一种 最具有实用价值的聚合物防腐涂料。虽然聚吡咯具有优良的防腐性能，但是其机械加工性 能、与树脂的相容性均较差，限制了它的使用。现在聚吡咯与树脂结合的常规方法主要有 ①溶解法用特殊溶剂溶解后加入树脂中，此法会导致环境污染，施工条件恶劣，而且溶剂 价格昂贵使成本剧增；②物理共混法如球磨法，耗费大量能源和时间，而且其在树脂中的 分散性和稳定性差，最终影响了聚吡咯防腐性能的发挥；③先在胺类固化剂中溶解聚吡咯， 再和环氧树脂复合，此法具有无法克服的缺陷聚吡咯含量低，无法达到具有最佳防腐效果 的含量。综上所述，现有技术中存在诸多不足之处，急需一种聚吡咯含量高、成本低、性能 好的防腐涂料。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种水性聚吡咯防腐涂料，其聚吡咯含量高，防 腐性能好，无污染且成本低，还提供了这种涂料的制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的—种水性聚吡咯防腐涂料，是由以下组分制成水性环氧乳液70 90份，消泡 剂0. 5 1. 5份，分散剂0. 5 4份，固化剂0. 5 5份，聚吡咯防腐剂9 18份，蒸馏水 0. 1 3份。所述水性环氧乳液为山西博奥化工水性环氧E-44。所述消泡剂为甲基硅油或二甲基硅油。所述分散剂为异丙醇、乙二醇及其醚或丙二醇及其醚中的任一种。所述固化剂为乙二胺或二乙烯三胺。所述水为去离子水。一种水性聚吡咯防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)制备聚吡咯防腐剂在三口烧瓶中加入吡咯、硅溶胶、有机酸，其中，吡咯、硅 溶胶、有机酸的质量比为1 (1 2) (0.6 1.2)，再加入200g蒸馏水，充分搅拌，待各组分混合均勻后向体系中逐滴加入氧化剂水溶液，反应12 24h后，用甲醇和蒸馏水反 复洗涤至滤液为无色，产物在55 65°C下真空干燥10 12h后研磨至细度60 ii m以下，即 得到聚吡咯防腐剂；(2)将水性环氧乳液与聚吡咯防腐剂按照一定比例4 1 10 1充分混勻，并 加入各种助剂混合均勻后，涂覆或喷涂在经除油、除锈处理的金属表面，室温下固化1 3天。所述有机酸为对甲苯磺酸或樟脑磺酸。所述氧化剂水溶液为过硫酸钾或过硫酸铵的水溶液，其中，氧化剂与水的质量比 为1 (4. 5 5.5)；氧化剂与吡咯的质量比为1 1。本发明的水性聚吡咯防腐涂料制备方法简单，解决了聚吡咯可加工性差的问题， 可在涂料受到划伤后通过生成钝化膜而使裸露金属免于腐蚀，对基体金属起保护作用。把 防腐涂料涂覆在经打磨、除油处理过的45#钢板上，固化后采用石蜡对钢板四周进行封边， 以消除因边缘涂覆不均勻而造成的电位测试误差。以钢板作为工作电极，饱和甘汞电极为 参比电极，浓度为3%的NaCI溶液为腐蚀介质，室温下测试钢板的平衡电位。涂覆该防腐涂 料的45#钢板比不涂覆时的45#钢板平衡开路电位至少提高了 150mV，最高可提高220mV， 防腐效果显著。该防腐涂料不添加任何有机溶剂和重金属因而对环境没有任何污染，同时 聚吡咯热和化学稳定性高，即使分解后也不会象聚苯胺那样可能产生致癌物质，是一种环 保型涂料。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明实施例1制备一种水性聚吡咯防腐涂料，步骤如下(1)称取10克吡咯、15克硅溶胶(青岛海洋化工)，12克对甲苯磺酸加入200克 水，搅拌均勻；将10克过硫酸铵溶于50克水中得到氧化剂水溶液，然后滴加到吡咯溶液中， 冰水浴中反应24h后用甲醇和蒸馏水反复洗涤至滤液为无色，产物在60°C下真空干燥12h 后研磨至细度60 y m以下得到聚吡咯防腐剂。(2)将水性环氧乳液和聚吡咯防腐剂按照9 1的比例充分混勻，并加入各种助剂 混合均勻后，涂覆或喷涂在经除油、除锈处理的金属表面，室温下固化2天。实施例2制备一种水性聚吡咯防腐涂料，步骤如下(1)称取8克吡咯、15克硅溶胶(青岛海洋化工)，10克对甲苯磺酸加入200克 水，搅拌均勻；将8克过硫酸铵溶于44克水中得到氧化剂水溶液，然后滴加到吡咯溶液中， 冰水浴中反应24h后用甲醇和蒸馏水反复洗涤至滤液为无色，产物在60°C下真空干燥10 h 后研磨至细度60 y m以下得到聚吡咯防腐剂。(2)将水性环氧乳液和聚吡咯防腐剂按照一定比例8 1充分混勻，并加入各种助 剂混合均勻后，涂覆或喷涂在经除油、除锈处理的金属表面，室温下固化3天。实施例3制备一种水性聚吡咯防腐涂料，步骤如下(1)称取15克吡咯、15克硅溶胶(青岛海洋化工)，12克樟脑磺酸加入200克水， 搅拌均勻；将15克过硫酸铵溶于70克水中得到氧化剂水溶液，然后滴加到吡咯溶液中，室 温下反应12h后用甲醇和蒸馏水反复洗涤至滤液为无色，产物在65°C下真空干燥10h后研磨至细度60 y m以下得到聚吡咯防腐剂。(2)将水性环氧乳液和聚吡咯防腐剂按照一定比例5 1充分混勻，并加入各种助 剂混合均勻后，涂覆或喷涂在经除油、除锈处理的金属表面，室温下固化2天。实施例4制备一种水性聚吡咯防腐涂料，步骤如下(1)称取12克吡咯、20克硅溶胶(青岛海洋化工)，15克对甲苯磺酸加入200克 水，搅拌均勻；将12克过硫酸钾溶于60克水中得到氧化剂水溶液，然后滴加到吡咯溶液中， 室温下反应12h后用甲醇和蒸馏水反复洗涤至滤液为无色，产物在60°C下真空干燥10h后 研磨至细度60 y m以下得到聚吡咯防腐剂。(2)将水性环氧乳液和聚吡咯防腐剂按照一定比例4 1充分混勻，并加入各种助 剂混合均勻后，涂覆或喷涂在经除油、除锈处理的金属表面，室温下固化3天。实施例5制备一种水性聚吡咯防腐涂料，步骤如下(1)称取15克吡咯、20克硅溶胶(青岛海洋化工)，10克樟脑磺酸加入200克水， 搅拌均勻；将15克过硫酸钾溶于67克水中得到氧化剂水溶液，然后滴加到吡咯溶液中，室 温下反应24 h后用甲醇和蒸馏水反复洗涤至滤液为无色，产物在55°C下真空干燥12h后研 磨至细度60 y m以下得到聚吡咯防腐剂。(2)将水性环氧乳液和聚吡咯防腐剂按照一定比例7 1充分混勻，并加入各种助 剂混合均勻后，涂覆或喷涂在经除油、除锈处理的金属表面，室温下固化2天。
权利要求
一种水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于是由以下组分制成水性环氧乳液70～90份，消泡剂0.5～1.5份，分散剂0.5～4份，固化剂0.5～5份，聚吡咯防腐剂9～18份，蒸馏水0.1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述水性环氧乳液 为水性环氧E-44。
3.根据权利要求1所述的一种水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述消泡剂为甲基硅油或二甲基硅油。
4.根据权利要求1所述的一种水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述分散剂为异丙 醇、乙二醇及其醚或丙二醇及其醚中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述固化剂为乙二胺或二乙烯三胺。
6.根据权利要求1所述的一种水性聚吡咯防腐涂料，其特征在于所述水为去离子水。
7.权利要求1所述的一种水性聚吡咯防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)制备聚吡咯防腐剂在三口烧瓶中加入吡咯、硅溶胶、有机酸，其中，吡咯、硅溶胶、 有机酸的质量比为1 (1 2) (0.6 1.2)，再加入200g蒸馏水，充分搅拌，待各组分 混合均勻后向体系中逐滴加入氧化剂水溶液，反应12 24h后，用甲醇和蒸馏水反复洗涤 至滤液为无色，产物在55 65°C下真空干燥10 12h后研磨至细度60 μ m以下，即得到聚 吡咯防腐剂；(2)将水性环氧乳液与聚吡咯防腐剂按照一定比例4 1 10 1充分混勻，并加入 各种助剂混合均勻后，涂覆或喷涂在经除油、除锈处理的金属表面，室温下固化1 3天。
8.根据权利要求7所述的一种水性聚吡咯防腐涂料的制备方法，其特征在于所述有 机酸为对甲苯磺酸或樟脑磺酸。
9.根据权利要求7所述的一种水性聚吡咯防腐涂料的制备方法，其特征在于所述氧 化剂水溶液为过硫酸钾或过硫酸铵的水溶液，其中，氧化剂与水的质量比为1 (4.5 5.5)；氧化剂与吡咯的质量比为1 1。
全文摘要
本发明公开了一种水性聚吡咯防腐涂料，是由以下组分制成水性环氧乳液70～90份，消泡剂0.5～1.5份，分散剂0.5～4份，固化剂0.5～5份，聚吡咯防腐剂9～18份，蒸馏水0.1～3份。制备时，由吡咯、硅溶胶、有机酸、氧化剂等合成聚吡咯防腐剂，将合成的聚吡咯防腐剂与水性环氧乳液、助剂等混合均匀得到水性聚吡咯防腐涂料。其聚吡咯含量高、防腐性能好、无污染且成本低，适用于钢铁等金属的防腐，是一种环保型涂料。
文档编号C09D5/08GK101851459SQ201010011449
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者张德田, 滕蕾, 王明辉, 石元昌, 陈为军 申请人:日照君青能源科技材料有限公司