[00116329]一种高性能水性防腐蚀涂料及其制备方法

本发明涉及一种高性能水性防腐蚀涂料的制备方法，包括无机材料树脂３０～６０份，聚苯胺基纳米复合材料０．５～３０份，固化剂０～３０份，消泡剂０．１～１份，分散剂０．１～１份，流平剂０．１～１份。该涂料因不含有机树脂和有机溶剂，因而耐热，耐磨，耐候，耐油，防火，绿色环保；该涂料制造工艺简单，可常温固化，与金属结合力强，且成本低廉，可广泛运用于航空、航海、化工、电子等的防腐蚀领域。 据统计，每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的1/3，造成的损失非常巨大，因此防腐蚀涂料的研究一直是金属防护和涂料工业的一个重要课题。传统涂层由于受自身材料性质及工艺的限制，对金属基体的腐蚀防护作用往往不理想，而且有相当一部分涂层因含铅或铬酸盐等有毒物质，在制备及施工过程中存在环境污染的危险，这与社会经济可持续发展战略的要求不相适应。因此，开发新型高耐腐蚀涂层材料及其绿色制备技术成为金属腐蚀与防护领域的追求目标之一。 聚苯胺具有结构多样化、环境稳定性好、合成简易、单体成本低廉、物理性能优异等优点，特别是它具有独特的质子酸掺杂机制和优良的导电性能，被认为是最有实际应用前景的导电聚合物之一。自从DeBerry发现聚苯胺对铁基金属具有防护作用至今，已有大量研究报道聚苯胺的防腐蚀机理和防腐效果，于是聚苯胺又成为最有应用前途的防腐蚀剂之一。聚苯胺基涂料的防腐蚀机理主要有：①所形成的涂层隔绝了空气、腐蚀性物质与金属基材的接触；②聚苯胺可使金属基材的电化学腐蚀电位正移而达到贵金属的电极电位；③聚苯胺对金属基材发生钝化而相应形成致密稳定的氧化层；④聚苯胺还可以与金属发生如图所示的类似的相互作用，这使得聚苯胺在很少用量的条件下，即可达到良好的防腐蚀效果，显示出良好的催化特性；⑤聚苯胺在基体树脂中导电性能的维持，还能使整个涂层对任何裸露的金属区域都能起到钝化作用。 但是，聚苯胺综合力学性能差、溶解性和可熔性极差及流变性能不良的缺点使其难于采用传统成型加工的方法，这就严重妨碍了其在各个领域的大规模推广应用。因此，如何改进聚苯胺的加工性能是促进聚苯胺实用化的关键。为此人们进行了不懈的努力，发现聚苯胺与纳米材料的复合改性技术可以克服其加工性差的缺点，并获得具有多种功能性的纳米复合材料，这些功能材料可广泛应用于电导、磁导、电显示、静电屏蔽、微波吸收、金属防腐、光催化和传感等领域。 在聚苯胺防腐蚀涂料的制备中，基本以有机树脂作为成膜物质，普遍存在涂层耐高温、耐磨性、防火、耐候、耐油等性能不佳的特点，从而不能在极端恶劣的腐蚀环境中得到运用。例如，中国专利ZL 01138153.1提出将环氧树脂与聚苯胺、稀释剂混合，研磨后再与酚醛胺、聚酰胺、稀释剂混合均匀，得到聚苯胺防腐蚀涂料，该专利以有机溶剂做稀释剂，对环境的污染和人体的伤害较大；中国专利CN 101407650A提出将低聚体、活性稀释剂、聚苯胺、填料、光引发剂、助剂进行共混，经搅拌、研磨、过滤等，获得紫外光固化聚苯胺防腐蚀涂料，该专利所得涂料的固化受限于紫外光的穿透深度，容易固化不完全，从而导致涂层性能不佳；中国专利CN 101418146A提出用低聚体、活性稀释剂、聚氨酯多元醇、聚苯胺、填料、光引发剂和助剂制得紫外光-热双固化聚苯胺防腐蚀涂料，该专利改善了涂层的性能，但稀释剂仍为有机溶剂，不利于环保。 与有机树脂形成的涂膜相比，无机材料树脂所形成的涂膜具有较佳的阻燃性、耐热性、耐候性、耐腐蚀性、绝缘性、绝热性、耐磨性等。且在无机材料树脂中使用不同的填料，可使涂膜具有防锈、防腐蚀、导电、防静电、抗高温氧化、吸收紫外线、热放射、蓄光、抗菌、防结露、除臭等各种不同的特殊功能，满足于宇航、电子、信息等行业的特殊要求。目前，以聚苯胺基纳米复合材料作为防腐蚀剂、以无机材料作为基体树脂的高性能水性防腐蚀涂料的制备方法还未见报道。