[发明专利]一种聚苯胺‑改性环氧‑锌粉复合涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅改性环氧树脂的方法，具体的说是一种聚苯胺-改性环氧-锌粉复合涂料及制备方法。

背景技术

环氧富锌底漆是重要的钢结构重防腐涂料，目前人们不断致力于提高其长效保护性能，避免频繁翻修,并通过添加导电聚合物材料,降低锌粉用量,从而改善富锌底漆的施工性能。环氧富锌底漆的防腐蚀作用是在腐蚀环境中通过腐蚀牺牲锌粉达到保护钢铁基体。导电聚合物的添加能帮助涂层在降低锌粉用量的情况下形成导电通路,起到电化学保护作用。

导电聚苯胺因其原料廉价易得、合成工艺简单、导电性优良等众多优点而受到广泛关注，由于其具有导电性，而在金属防腐蚀、抗静电、电磁屏蔽、场效应晶体管等领域也具有广泛的应用，被认为最有实际应用前景的导电聚合物。

然而导电聚苯胺在环氧树脂中分散困难，且添加聚苯胺后，环氧体系涂层柔韧性、附着力和外观等综合性能出现明显下降。

因此急需一种能够更好的分散于环氧树脂中，并具有一定防腐特点的涂料。

发明内容

本发明的目的是改进现有技术的不足，研究环氧树脂改性，使导电聚苯胺有效的分散在涂料体系中，降低锌粉用量，并解决聚苯胺对涂层附着力等性能的负面影响，提高涂层抗腐蚀能力。提供的一种聚苯胺-改性环氧-锌粉复合涂料及制备方法。

为达到以上技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种聚苯胺-改性环氧-锌粉复合涂料，复合涂料由主剂和固化剂，按质量比为10：10～10：3混合获得；

其中，主剂按重量百分比计，掺杂态聚苯胺：1％～15％，改性环氧树脂：10％～35％，溶剂：10％～40％，防沉剂：0.5％～3％和锌粉：30％～60％。

优选，复合涂料由主剂和固化剂，按质量比为10：6混合获得；

其中，主剂按重量百分比计，掺杂态聚苯胺：8％～10％，改性环氧树脂：12％～16％，溶剂：20％～30％，防沉剂：1.5％和锌粉：35％～45％。

所述改性环氧树脂的制备方法步骤如下：

第一步：在带有回流油水分离器的反应器中，首先一次性加入环氧树脂，硅烷偶联剂和有机锡催化剂，搅拌条件下、并在氮气存在下，加热升温至60-65℃，恒温反应2-3h；其中，环氧树脂，硅烷偶联剂和有机锡催化剂之间的用量比例为15:5:0.2-15:10:0.3；

第二步：向上述步骤反应后体系中再加入有机硅化合物和有机锡催化剂，继续通氮气，升温至155-160℃，体系沸腾，至分离器中不再有水珠产生，降至室温出料，得改性环氧树脂；其中，有机硅化合物和有机锡催化剂之间的用量比例为10:0.3-10:0.2。

所述环氧树脂为中等分子量(相对分子量400-1400)的环氧树脂；中等分子量的环氧树脂为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂，其中，双酚A型环氧树脂可选E-20或E-12；

优选，环氧树脂为双酚A型环氧树脂(E-20)。

硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂和乙烯基硅烷偶联剂中的一种或几种；氨基硅烷偶联剂为KH550或KH602，环氧基硅烷偶联剂为KH560，乙烯基硅烷偶联剂为KH151或KH171，标号采用美国联碳公司牌号；

优选，硅烷偶联剂为氨基硅烷偶联剂KH550。

有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡；

有机硅化合物为含羟基或烷氧基的有机硅、氨基封端的有机硅、含乙烯基的有机硅、含Si-H基的聚硅氧烷或端羧基聚硅氧烷；

优选含羟基或烷氧基的有机硅。

所述掺杂态聚苯胺的制备方法步骤如下：将苯胺和过硫酸铵分别溶于酸溶液中，然后将两份溶液迅速混合，混合液中苯胺和过硫酸铵的摩尔质量比为0.2：0.25-0.2:0.3，充分搅拌后在20-25℃下静置反应24-32小时；将所得产物用去离子水和乙醇清洗至中性，分离、真空干燥后得到墨绿色的掺杂态聚苯胺。

所述酸为无机酸或有机酸，混合液中酸的浓度控制在1-1.5M/L。其中，无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸，有机酸为草酸、醋酸、丙烯酸等有机酸。

所述溶剂为芳香烃、醇类、酮类或酯类中的一种或几种的混合；优选为芳香烃和醇类混合溶剂。

所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合溶剂，优选为体积比为3：1的二甲苯和正丁醇的混合溶剂；

所述防沉剂为气相二氧化硅、膨润土、纤维素醚中的一种或几种的混合；优选为气相二氧化硅和膨润土混合防沉剂；优选，防沉剂为体积比为3：1的气相二氧化硅和膨润土。