[发明专利]有机膦酸掺杂聚苯胺多功能涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机膦酸掺杂聚苯胺多功能涂料及其制备方法，通过化学方法合成一种具有导电，阻燃以及防腐等多重功能的掺杂聚苯胺高分子，同时将反应生成的这种高分子直接包覆在膨胀石墨表面，以此作为功能化助剂添加到涂料中，则不仅能赋予涂料防腐性能，抗静电性能以及阻燃性能，而且还可以增强体系的相容性和改善材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别涉及有机膦酸掺杂聚苯胺多功能涂料及其制备方法。

技术背景

涂料涂装作为一种简单而行之有效的材料保护方法，已获得广泛应用。随着现代科技的发展，对涂料的性能也提出了更高的要求。为了适应不同的环境，要求涂层在具有防腐性能的同时，还要具有抗静电性能，阻燃性能等。因此开发具有多功能的涂料是未来发展的一种趋势。

为了赋予涂层具有一种或多种性能，通常需要添加不同功能的添加剂来实现其目的。在涂料中加入具有良好导电性的金属粉末、石墨或ITO、ATO等金属氧化物，可赋予涂层良好的抗静电性能，例如专利号CN106634410A公开了防腐用水性环氧导静电涂料及其制备方法和应用，通过添加一定量的导电粉，能使涂层同时获得防腐和导静电双重功能。在涂料中如果同时添加具有隔热性能和阻燃性能的添加剂，则可以赋予涂层多重性能，例如专利号CN104745079A公开了一种火车车厢多功能涂料的制备方法，通过添加空心陶瓷微珠和阻燃剂，能使涂层获得防腐、隔热和阻燃三重性能。这种借助不同功能型填料使涂层获得所需性能的方法其最大优点是生产工艺简单，选材广泛，成本较低，在实际应用中也得到了广泛采纳。其缺点是功能添加剂的种类越多，用量越大，会造成体系的相容性变差，以及材料的力学性能降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有机膦酸掺杂聚苯胺多功能涂料及其制备方法，使涂料同时具有良好的防腐性能、抗静电性能、阻燃性能及力学性能。

本发明的技术方案为：掺杂聚苯胺高分子用作功能化助剂，所述功能化助剂为有机膦酸掺杂聚苯胺包覆膨胀石墨固体粉末。

一种有机膦酸掺杂聚苯胺多功能涂料，含有以上所述的功能化助剂有机膦酸掺杂聚苯胺包覆膨胀石墨固体粉末。所述功能化助剂通过以下方法制得：

(1)称取一定量的有机膦酸，用5～8倍重量的去离子水稀释，配制得有机膦酸溶液；

(2)然后按苯胺与有机膦酸的重量比1:1～3.5，在搅拌条件下将苯胺加入有机膦酸溶液中，中和生成有机膦酸苯胺盐溶液；

(3)按膨胀石墨与苯胺重量比0.25～2.5:1，称取膨胀石墨固体，在搅拌条件下，加入有机膦酸苯胺盐溶液中，配制成含固体膨胀石墨的有机膦酸苯胺盐悬浮液；

(4)按过硫酸铵与苯胺的重量比1～2.5:1，称取过硫酸铵固体，用7～10倍重量的去离子水搅拌使其完全溶解，配制得过硫酸铵溶液；

(5)在搅拌的条件下，将过硫酸铵溶液缓慢加入到含固体膨胀石墨的有机膦酸苯胺盐悬浮液中，反应时间控制在1～6小时，反应温度控制在0℃～40℃，反应生成有机膦酸掺杂聚苯胺包覆膨胀石墨的混合物沉淀；

(6)反应结束后减压过滤，用去离子水洗涤沉淀至洗涤液颜色较浅，然后于50～80℃真空干燥10～15小时，得到有机膦酸掺杂聚苯胺包覆膨胀石墨的固体粉末，并以此作为功能化助剂。

进一步地，所述步骤(1)中的有机膦酸包括羟基乙叉二膦酸、2-羟基膦酰基乙酸、己二胺四亚甲基膦酸，氨基三亚甲基叉膦酸中的一种或多种混合物。

进一步地，所述步骤(6)中在60℃真空干燥12小时。

以上所述的有机膦酸掺杂聚苯胺多功能涂料，其特征在于，包括以下按重量百分比的原料组分：功能化助剂15～50％，乳液25～60％，分散剂0.2～2％，增稠剂0.1～1％，消泡剂0.1～1％，其余为水，各组成之和为100％；