本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，具體涉及一種導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
：金屬腐蝕主要是由于大氣中的和水以及其他一些介質(zhì)（鹽、高溫等）因素讓金屬表面發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)。傳統(tǒng)的金屬防腐一般釆用一些重金屬（鉻、銅和富鋅）通過(guò)電鍍等方式在金屬表面涂覆一層，利用它們氧化形成致密氧化膜阻隔金屬與大氣中的和的接觸，避免金屬被腐蝕。但是這些重金屬在成本、資源和環(huán)保方面均受到限制，從而促進(jìn)低成本、綠色的防腐材料-導(dǎo)電聚合物的出現(xiàn)；目前，對(duì)于導(dǎo)電聚合物其防腐機(jī)制有以下觀點(diǎn)：a、機(jī)械屏蔽，阻止空氣和水直接與金屬表面接觸；b、緩蝕劑作用；c、陽(yáng)極保護(hù)，導(dǎo)電聚合在金屬表面形成一層氧化膜，使金屬的電極電位處于鈍化區(qū)，達(dá)到陽(yáng)極保護(hù)效果；d、導(dǎo)電作用，利用導(dǎo)電聚合物的電導(dǎo)性使金屬材料形成一個(gè)整體，減緩局部的金屬腐蝕。導(dǎo)電聚合物防腐涂料通常由兩種途徑得到一是先沉積一層導(dǎo)電聚合物膜，然后再在上面沉積一層面漆，達(dá)到機(jī)械屏蔽的作用；二是讓導(dǎo)電聚合物同其他強(qiáng)粘附性的樹(shù)脂共混制成防腐材料；導(dǎo)電涂料是指涂敷在非導(dǎo)電基材上，使之具有傳導(dǎo)電流和排除積累靜電荷能力的一類功能涂料。導(dǎo)電涂料是一種專用涂料，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展及對(duì)各種電氣性能要求的提高，導(dǎo)電涂料的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣闊。導(dǎo)電涂料主要由導(dǎo)電填料、樹(shù)脂、稀釋劑和助劑組成。其中，導(dǎo)電填料一般為銀、銅、鎳等金屬粉末，導(dǎo)電炭黑、石墨以及氧化物等非金屬粉末。現(xiàn)有的導(dǎo)電涂料的制備技術(shù)主要存在兩方面不足，一是導(dǎo)電填料不夠理想，銀系導(dǎo)電性能雖然較好，但是價(jià)格貴且容易出現(xiàn)銀遷移的現(xiàn)象；銅系填料價(jià)格低，導(dǎo)電性好，但抗氧化穩(wěn)定性極差，需要進(jìn)行特殊的處理；鎳系填料性能較銅穩(wěn)定，導(dǎo)電性比銅系低1個(gè)數(shù)量級(jí)，抗氧化穩(wěn)定性稍差；導(dǎo)電炭黑類填料價(jià)格極其低廉，化學(xué)穩(wěn)定性好，分散性好，但導(dǎo)電性比銅系低3個(gè)數(shù)量級(jí)以上；導(dǎo)電聚合物復(fù)合涂層具有傳統(tǒng)涂層望而卻步的金屬鈍化和陽(yáng)極保護(hù)功能，同時(shí)兼?zhèn)淇构蝹饔茫栏牧蟿?shì)必成為導(dǎo)電聚合物使用前景最為光明的范疇之一，導(dǎo)電聚合物通過(guò)和其他物質(zhì)復(fù)合，使復(fù)合涂層達(dá)到耐老化、耐酸堿、力學(xué)性能優(yōu)良的技術(shù)指標(biāo)；導(dǎo)電聚噻吩經(jīng)過(guò)多年的研究不斷取得了進(jìn)展。例如聚噻吩傳感器、聚噻吩光伏電池、聚噻吩防腐涂層等材料都展示出優(yōu)越的性能。然而在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中還面臨著許多問(wèn)題，比如聚噻吩作為防腐涂料在水中的分散性，與樹(shù)脂結(jié)合成膜的導(dǎo)電穩(wěn)定性等；聚噻吩在聚噻吩/樹(shù)脂涂料中的分散性差極大的降低了聚噻吩的防腐性能，所以如何改進(jìn)聚苯胺的難溶解性能、分散性能是提高聚噻吩防腐能力的關(guān)鍵，也是促進(jìn)其實(shí)用化、廣泛化的關(guān)鍵；因此本發(fā)明的目的就是為了解決聚噻吩作為防腐涂料在水中的分散性，與環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合成膜的導(dǎo)電穩(wěn)定性的問(wèn)題，從而提高防腐效果，同時(shí)還賦予了涂料磁性，并改善了磁性原料與樹(shù)脂、聚噻吩的相容性，提高了涂料在不同領(lǐng)域的適用性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了解決聚噻吩作為防腐涂料在水中的分散性，與環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合成膜的導(dǎo)電穩(wěn)定性的問(wèn)題，從而提高防腐效果，提供一種導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：（1）取0.7-1重量份的氯甲酚，加入到其重量75-80倍的氨水溶液中，攪拌均勻；（2）取40-50重量份的噻吩、2-3重量份的乙酸酐混合，送入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為60-65℃，滴加0.1-0.2重量份的高氯酸，滴加完畢后保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得酰氯化噻吩；（3）取1-2重量份的氯化十六烷基吡啶，加入到其重量75-80倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述酰氯化噻吩混合，攪拌均勻，升高溫度為60-70℃，加入6-9重量份的聚乙二醇peg400，保溫?cái)嚢?0-20分鐘，得防腐噻吩醇溶液；（4）取35-40重量份的六水三氯化鐵，加入到防腐噻吩醇溶液中，攪拌均勻，加入上述氯甲酚的氨水溶液，攪拌3-4小時(shí)，送入到反應(yīng)釜中，控制真空度為0.08-0.1mpa，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為160-170℃，保溫反應(yīng)6-7小時(shí)，得酰胺化磁性噻吩溶液；（5）取上述酰胺化磁性噻吩溶液，與130-140重量份的環(huán)氧樹(shù)脂e44、3-4重量份的硬脂酸混合，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為65-75℃，保溫?cái)嚢?5-25分鐘，通入氮?dú)?，加?.06-0.1重量份的三氟化硼乙醚，攪拌反應(yīng)3-5小時(shí)，出料，得磁性噻吩復(fù)合環(huán)氧預(yù)聚物；（6）取2-3重量份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，加入到其重量130-150倍的去離子水中，超聲2-3分鐘，得氨基硅烷水溶液；（7）取上述磁性噻吩復(fù)合環(huán)氧預(yù)聚物，加入到氨基硅烷水溶液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為10-15℃，保溫?cái)嚢?0-15小時(shí)，出料，加入0.5-2重量份的司盤80、3-4重量份的季戊四醇，1700-2000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-30分鐘，即得所述導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料。所述的氨水溶液的濃度為10-13%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明首先將噻吩進(jìn)行酰氯化處理，增強(qiáng)了其與氯化十六烷基吡啶的相容性及在水中的分散性，然后共混分散到聚乙二醇peg400的水溶液中，得防腐噻吩醇溶液，然后在其中加入氨水溶液，氨水與酰氯化進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，同時(shí)氨水將鐵鹽沉淀，再通過(guò)水熱反應(yīng)，得到含有磁性四氧化三鐵的酰胺噻吩單體，然后將其與環(huán)氧樹(shù)脂共混，參與到環(huán)氧樹(shù)脂的水性化處理中，同時(shí)通過(guò)硬脂酸摻雜，得到羧基化的磁性噻吩復(fù)合環(huán)氧預(yù)聚物，再將其與3-氨基丙基三乙氧基硅烷的水溶液共混，將環(huán)氧預(yù)聚物中的羧基與氨基硅烷進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，在反應(yīng)的過(guò)程中同時(shí)，以剩余的六水三氯化鐵為氧化劑將噻吩聚合，得到導(dǎo)電水性聚噻吩涂料；本發(fā)明加入的氯甲酚、氯化十六烷基吡啶與酰氯化的噻吩具有很好的相容性，能夠提高成品涂料的防腐性能；與傳統(tǒng)直接共混加入的方式比具有更好的分散均勻性，保證了涂料的各部分都有很好的防腐功效；本發(fā)明在前驅(qū)體六水三氯化鐵通過(guò)氨水沉淀的過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行酰胺化處理，有效的改善了得到的磁性原料與單體噻吩的相容性，提高了噻吩單體在水中的分散性，從而提高了其聚合物在水中的分散性；本發(fā)明將酰胺化的磁性噻吩單體參與到環(huán)氧樹(shù)脂的水性化預(yù)聚合處理中，不僅提高了環(huán)氧樹(shù)脂的水分散性，同時(shí)還改善了環(huán)氧樹(shù)脂與磁性噻吩單體的相容性，進(jìn)一步提高了噻吩單體在水中的穩(wěn)定分散性；本發(fā)明在將磁性噻吩復(fù)合環(huán)氧預(yù)聚物進(jìn)行噻吩單體聚合的過(guò)程中引入氨基硅烷，通過(guò)其與摻雜硬脂酸的相互作用，進(jìn)一步提高了各原料在聚噻吩、樹(shù)脂間的相容性，提高了成品在水中的分散性和涂膜的穩(wěn)定性；本發(fā)明加入的六水三氯化鐵不僅作為磁性原料的前驅(qū)體，同時(shí)還作為噻吩聚合反應(yīng)的氧化劑，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)的連續(xù)化生產(chǎn)，充分的利用了資源，節(jié)約了能耗，降低了生產(chǎn)成本；本發(fā)明的防腐涂料形成的涂層不僅擁有環(huán)氧樹(shù)脂的物理屏蔽，且由于聚噻吩導(dǎo)電性能的存在，通過(guò)自身的導(dǎo)電性把金屬連成一個(gè)整體，避免局部金屬的腐蝕，從而延緩金屬的表面腐蝕，具有很好的防腐效果，聚噻吩、磁性原料與環(huán)氧樹(shù)脂在水中的分散均勻性好，形成涂膜的穩(wěn)定性高，同時(shí)賦予了涂料磁性，增強(qiáng)了其在新領(lǐng)域的適用性。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：（1）取1重量份的氯甲酚，加入到其重80倍的氨水溶液中，攪拌均勻；（2）取50重量份的噻吩、3重量份的乙酸酐混合，送入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為65℃，滴加0.2重量份的高氯酸，滴加完畢后保溫?cái)嚢?0分鐘，得酰氯化噻吩；（3）取2重量份的氯化十六烷基吡啶，加入到其重量80倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述酰氯化噻吩混合，攪拌均勻，升高溫度為70℃，加入9重量份的聚乙二醇peg400，保溫?cái)嚢?0分鐘，得防腐噻吩醇溶液；（4）取40重量份的六水三氯化鐵，加入到防腐噻吩醇溶液中，攪拌均勻，加入上述氯甲酚的氨水溶液，攪拌4小時(shí)，送入到反應(yīng)釜中，控制真空度為0.1mpa，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為170℃，保溫反應(yīng)7小時(shí)，得酰胺化磁性噻吩溶液；（5）取上述酰胺化磁性噻吩溶液，與140重量份的環(huán)氧樹(shù)脂e44、4重量份的硬脂酸混合，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為75℃，保溫?cái)嚢?5分鐘，通入氮?dú)猓尤?.1重量份的三氟化硼乙醚，攪拌反應(yīng)5小時(shí)，出料，得磁性噻吩復(fù)合環(huán)氧預(yù)聚物；（6）取3重量份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，加入到其重量150倍的去離子水中，超聲3分鐘，得氨基硅烷水溶液；（7）取上述磁性噻吩復(fù)合環(huán)氧預(yù)聚物，加入到氨基硅烷水溶液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為15℃，保溫?cái)嚢?5小時(shí)，出料，加入2重量份的司盤80、4重量份的季戊四醇，2000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，即得所述導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料。所述的氨水溶液的濃度為13%。性能測(cè)試：將本發(fā)明實(shí)施例1的導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料與其重量20%的三聚氰胺甲醛樹(shù)脂固化劑混合，攪拌均勻，涂覆在已經(jīng)砂紙打磨的q235鋼板（2cm×5cm×0.1cm）表面，控制膜層的厚度為0.8-1.0mm；導(dǎo)電性測(cè)試：測(cè)得涂膜的電導(dǎo)率為8.04×10-4s/cm；附著力測(cè)試：附著力：2級(jí)；防腐性能測(cè)試：電化學(xué)交流阻抗譜：采用nova自動(dòng)元件分析儀測(cè)定，釆用兩電極體系：鉑電極為對(duì)電極，ag/agcl為參比電極，純鋼片或涂有本發(fā)明導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料涂層的鋼片為工作電極，掃描頻率范圍：10mhz-10khz，采樣點(diǎn)數(shù)為60，采用3.5%的氯化鈉溶液模擬腐蝕環(huán)境；低碳鋼涂有環(huán)氧樹(shù)脂的鋼片涂有本發(fā)明實(shí)施例1的導(dǎo)電復(fù)合材料防腐涂層的鋼片腐蝕電流（a/cm2）10-7.86110-8.13410-8.985腐蝕電壓（v）-0.805-0.761-0.702可以看出，純鋼片的腐蝕電壓為-0.805，腐蝕電流為10-7.861a/cm2，當(dāng)涂上一層環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，由于形成了物理屏蔽，隔絕了空氣和水，促使鋼片涂層的腐蝕電流變小了，其腐蝕電壓變大了，腐蝕電流由10-7.861a/cm2降到了10-8.134a/cm2，腐蝕電壓正向移動(dòng)，增大了0.044v，當(dāng)連續(xù)加入涂有本發(fā)明導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料涂層的鋼片時(shí)，涂層的腐蝕電壓進(jìn)一步正移，腐蝕電流也進(jìn)一步減少，腐蝕電壓正向移動(dòng)，增大了0.059v，這是因?yàn)楸景l(fā)明的涂層不僅擁有了環(huán)氧樹(shù)脂的物理屏蔽，且由于該電復(fù)合材料通過(guò)自身的導(dǎo)電性把金屬連成一個(gè)整體，避免局部金屬的腐蝕，從而延緩金屬的表面腐蝕。實(shí)施例2一種導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料的制備方法，包括以下步驟：（1）取0.7重量份的氯甲酚，加入到其重量75倍的氨水溶液中，攪拌均勻；（2）取40重量份的噻吩、2重量份的乙酸酐混合，送入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為60℃，滴加0.1重量份的高氯酸，滴加完畢后保溫?cái)嚢?0分鐘，得酰氯化噻吩；（3）取2重量份的氯化十六烷基吡啶，加入到其重量75倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述酰氯化噻吩混合，攪拌均勻，升高溫度為60℃，加入6重量份的聚乙二醇peg400，保溫?cái)嚢?0分鐘，得防腐噻吩醇溶液；（4）取35重量份的六水三氯化鐵，加入到防腐噻吩醇溶液中，攪拌均勻，加入上述氯甲酚的氨水溶液，攪拌3小時(shí)，送入到反應(yīng)釜中，控制真空度為0.08mpa，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為160℃，保溫反應(yīng)6小時(shí)，得酰胺化磁性噻吩溶液；（5）取上述酰胺化磁性噻吩溶液，與130重量份的環(huán)氧樹(shù)脂e44、3重量份的硬脂酸混合，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為65℃，保溫?cái)嚢?5分鐘，通入氮?dú)?，加?.06重量份的三氟化硼乙醚，攪拌反應(yīng)3小時(shí)，出料，得磁性噻吩復(fù)合環(huán)氧預(yù)聚物；（6）取2重量份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，加入到其重量130倍的去離子水中，超聲2分鐘，得氨基硅烷水溶液；（7）取上述磁性噻吩復(fù)合環(huán)氧預(yù)聚物，加入到氨基硅烷水溶液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為10℃，保溫?cái)嚢?0小時(shí)，出料，加入0.5重量份的司盤80、3重量份的季戊四醇，1700轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，即得所述導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料。所述的氨水溶液的濃度為10%。性能測(cè)試：將本發(fā)明實(shí)施例2的導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料與其重量25%的三聚氰胺甲醛樹(shù)脂固化劑混合，攪拌均勻，涂覆在已經(jīng)砂紙打磨的q235鋼板（2cm×5cm×0.1cm）表面，控制膜層的厚度為0.7-1.0mm；導(dǎo)電性測(cè)試：測(cè)得涂膜的電導(dǎo)率為7.11×10-4s/cm；附著力測(cè)試：附著力：1級(jí)；防腐性能測(cè)試：電化學(xué)交流阻抗譜：采用nova自動(dòng)元件分析儀測(cè)定，釆用兩電極體系：鉑電極為對(duì)電極，ag/agcl為參比電極，純鋼片或涂有本發(fā)明導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料涂層的鋼片為工作電極，掃描頻率范圍：10mhz-10khz，采樣點(diǎn)數(shù)為60，采用3.5%的氯化鈉溶液模擬腐蝕環(huán)境；低碳鋼涂有環(huán)氧樹(shù)脂的鋼片涂有本發(fā)明實(shí)施例2的導(dǎo)電復(fù)合材料防腐涂層的鋼片腐蝕電流（a/cm2）10-7.86110-8.13410-9.054腐蝕電壓（v）-0.805-0.761-0.687可以看出，純鋼片的腐蝕電壓為-0.805，腐蝕電流為10-7.861a/cm2，當(dāng)涂上一層環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，由于形成了物理屏蔽，隔絕了空氣和水，促使鋼片涂層的腐蝕電流變小了，其腐蝕電壓變大了，腐蝕電流由10-7.861a/cm2降到了10-8.134a/cm2，腐蝕電壓正向移動(dòng)，增大了0.044v，當(dāng)連續(xù)加入涂有本發(fā)明導(dǎo)電水性聚噻吩防腐涂料涂層的鋼片時(shí)，涂層的腐蝕電壓進(jìn)一步正移，腐蝕電流也進(jìn)一步減少，腐蝕電壓正向移動(dòng)，增大了0.074v，這是因?yàn)楸景l(fā)明的涂層不僅擁有了環(huán)氧樹(shù)脂的物理屏蔽，且由于該電復(fù)合材料通過(guò)自身的導(dǎo)電性把金屬連成一個(gè)整體，避免局部金屬的腐蝕，從而延緩金屬的表面腐蝕。當(dāng)前第1頁(yè)12