[发明专利]一种聚苯胺-聚丙烯酸酯复合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚苯胺的合成技术，特别是应用于长效、环保型重防腐助剂领域的复合型聚苯胺的制备技术领域。

背景技术

聚苯胺以其原料易得、合成简单、较高的电导率以及良好的环境稳定性等诸多优点，目前已成为最有应用前途的电活性高分子之一。

聚苯胺的防腐性能非常优异，主要体现在能使金属表面钝化，使电位上升， 阻止电化学腐蚀反应的发生；钝化膜在金属表面产生一个电场，该电场的方向与电子传递方向相反，阻碍电子从金属向钝化膜的传递，相当于一个电子传递的屏障作用。聚苯胺起类似持续催化钝化膜形成作用,从而实现长效防腐的效果。

聚苯胺涂层的制备方法有3种：①电化学沉积，该方法受操作工艺的限制，很难大规模应用；②聚苯胺溶液涂覆，该方法因为聚苯胺溶解性较差而受到限制；③聚苯胺与常规聚合物共混涂覆。聚苯胺优异的防腐性能已被大量研究所证实，如聚苯胺涂层使腐蚀电位显著上升，腐蚀电流显著下降，从而有效地减缓金属的腐蚀速率。但由于聚苯胺的共轭结构，与通用涂料树脂难以相容，结果很难形成致密的复合涂层，结果造成聚苯胺在复合涂层中团聚，不但不能凸显聚苯胺的防腐性能，同时由于涂膜致密性变差而导致防腐涂料综合性能下降。

目前重防腐涂料中由于添加高效防腐颜料，涂膜往往会向环境中缓慢释放有毒的重金属离子，对环境造成严重污染。随着环保法规的日益严厉，这类防腐颜料的使用受到严格限制。聚苯胺的绿色防腐特性，使其成为一类具有应用潜力的绿色环保型防腐助剂。

发明内容

针对上述现有技术缺陷，本发明目的在于提供一种具有体系稳定性好，转化率高，聚苯胺含量高、绿色环保且具有长效防腐的能力的聚苯胺和聚丙烯酸酯的复合物的制备方法。

本发明技术方案包括以下步骤：

1）将部分活性溶剂搅拌条件下升温至60～95℃后，滴加部分混合单体和引发剂，滴加完毕后继续反应0.1～1h；

2）将经步骤1）反应后的混合体系升温至70～100℃，再滴加另一分部混合单体、引发剂和活性溶剂，保温反应至结束；

3）将经步骤2）反应生成的体系降温至0～20℃后，加入苯胺，再搅拌均匀后滴加氧化引发剂溶液，然后常温反应至结束；

所述活性溶剂为环氧基溶剂；所述混合单体由功能单体、丙烯酸酯单体和含磷酸酯单体组成；所述氧化引发剂溶液为由过氧化二苯甲酰(BPO)和丁基缩水甘油醚组成的溶液。

本发明利用磷酸酯与苯胺的静电相互作用、活性溶剂的溶剂化作用，丙烯酸与丙烯酰胺之间的邻基化作用的方法，先通过溶液聚合制备含磷酸酯丙烯酸酯树脂，然后在含磷酸酯丙烯酸酯树脂上进行苯胺的原位氧化聚合得到分子级别的聚苯胺-聚丙烯酸酯复合物。

本发明复合物中聚苯胺与聚丙烯酸酯树脂形成分子级复合物，添加到防腐涂料中，不仅能实现聚苯胺在涂料中均一分散，而且复合物中丙烯酸酯树脂促进聚苯胺与防腐涂料中成膜物质的相容性，结果可实现聚苯胺在重防腐涂料中的长效防腐性与环保性。

本发明的关键技术：

(1)根据溶剂化作用原理，反应增容原理选择功能单体如甲基丙烯酸缩水甘油醚以及甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯制备具有特定功能基团的丙烯酸酯树脂。

（2）通过丙烯酸酯树脂链上的磷酸酯功能基，可与苯胺形成静电相互作用，从而在苯胺原位氧化聚合后形成具有化学键连接的聚苯胺-丙烯酸酯复合物，以获得分子级复合物。

（3）选择具有环氧基活性溶剂，利用溶剂化作用原理使制备的复合物与溶剂产生溶剂化作用，结果获得稳定的复合物溶液。

本发明的有益效果是：

 1、通过溶液聚合方法以及苯胺原位氧化聚合制备出高聚苯胺重量含量（24%）的复合物，利用活性溶剂对复合物溶剂化作用得到可完全溶解的聚苯胺复合物。

2、将本发明产品添加于防腐涂料中，不仅可实现聚苯胺的分子级分散，而且通过复合物中丙烯酸酯树脂增加聚苯胺与涂料中成膜物质的相容性。

3、添加重量比为0.2-0.5%的聚苯胺复合物，可实现重防腐涂料的长效防腐性与环保性。

4、本发明将混合单体，引发剂和活性溶剂分两次投入，其目的是控制聚合反应速率，使单体能尽可能均匀地共聚进入高分子链，减少丙烯酰胺单体均聚。优点是使得聚合反应过程中聚合速率比较均匀，丙烯酰胺单体更好的共聚进入高分子链，从而使得产物油溶性好，稳定性得到提升。