[发明专利]掺杂态聚2,3-二甲基苯胺的制备及其在防腐涂料中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及苯环上含供电子取代基的聚苯胺衍生物聚2，3-二甲基苯胺的制备，尤其涉及掺杂态聚2，3-二甲基苯胺的制备，及其作为防腐添加剂在防腐涂料中的应用。

背景技术

在过去几十年里，导电聚合物在电子工业中的应用引起了人们的高度关注，例如:防电磁波干扰屏蔽，静电保护等。导电聚苯胺作为一种新型的功能高分子材料，由于其具有导电性较好，原料价廉易得、合成工艺简便、稳定性好等特点，在二次电池、电致变色元件、光电二极管以及防腐蚀等领域中有着广泛的应用。

在防腐领域，聚苯胺(PANI)主要作为缓释剂来保护涂层。由于PANI分子中存在C=N官能团，因此能较容易被吸附到金属表面，从而起到缓蚀作用。1984年，DeBerry用电化学方法制备了PANI，其研究结果表明，在氧化物介质中，PANI通过阳极保护，可以有效地保护低碳钢。PANI虽然提高了材料的防腐蚀性能，但其溶(熔)加工性差的特点，极大地限制了其在材料防腐方面的应用。为了改善PANI的可加工性，目前可采用的方法有:表面修饰、引入功能性质子酸进行掺杂、与可溶性高分子进行复合以及制备乳胺微球等。近年来，研究者通过向苯环上引入供电子取代基，以期降低分子间的相互作用力，未提高PANI的溶解性。王青武等以苯胺与邻甲氧基苯胺为单体，合成了PANI、聚邻甲氧基苯胺和苯胺共聚物，发现以上三种聚合物均对马口铁表现出优异的抗腐蚀性，而苯胺共聚物则较为显著地改善了聚苯胺的溶解性(苯胺共聚物/环氧共泪体系防腐蚀行为的研究[J].电化学，2004,10:222-228)。此外，环取代的聚苯胺衍生物在其它领域也有着潜在的应用，如中国专利CN1667020提供了一种给电子基取代聚苯胺衍生物聚2，5-二甲氧基苯胺的合成方法，以期应用在修饰电极上;国外Anjali等制备了掺杂态聚苯胺及其衍生物，研究了它们对脂肪醇的传感效应。

但是，采用质子酸来掺杂合成掺杂态P2，3-DMA的方法尚鲜见报道，而且，关于掺杂态p2，3-DMA在金属腐蚀与防护领域的研究也未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚苯胺衍生物的制各方法，尤其是掺杂态聚2,3-二甲基苯胺的制各方法，其在溶解性和防腐性上比聚苯胺更优。

用于制备聚2,3-二甲基苯胺的单体2,3-二甲基苯胺是苯胺的衍生物，具有如下分子式:

根据本发明的第一个实施方案，提供质子酸掺杂态聚2.3二甲基苯胺的制各方法，该方法包括:

1)将蒸馏水、质子酸和2，3-二甲基苯胺加入反应器，搅拌使其混合均匀，其中质子酸与2，3-二甲基苯胺的摩尔比为1～5.5:1;

2)将氧化剂溶于蒸馏水后，缓慢滴加到反应器中;

3)在10～100℃、优选20～80℃、更优选30～70℃的温度下反应1～30小时，优选3～20小时，更优选5～17小时，进一步优选7～14小时;

4)过滤和洗涤，得到质子酸掺杂态聚2，3-二甲基苯胺滤饼。优选是:进行抽滤，并用蒸馏水洗涤至滤液无色为止。

在更理想的情况下，该方法还包括以下步骤:

5)所得滤饼进行干燥(例如2～18小时，优选矿12小时;干燥温度优选是40～80℃，更优选50～70℃，例如60℃)，和然后研磨，得到质子酸掺杂的聚2.3二甲基苯胺粉末。该干燥可以在烘箱或其它干燥设备中进行。

优选地，在步骤中，蒸馏水与2，3-二甲基苯胺的摩尔比为20～200:1，优选30～150:1，优选50～100:10进一步优选，在步骤。中，质子酸与2，3-二甲基苯胺的摩尔比为1～4.5:1，优选1～3.5:1，更优选1～2.5:10