专利名称：金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法
技术领域：
本发明属于金属防腐技术领域，具体涉及一种防腐技术，特别是涉及一种通过自组装吡咯单分子膜制备聚吡咯膜防腐涂层的制备工艺。
背景技术：
导电高分子防腐涂料具有独特的耐划伤和耐腐蚀性能，与金属发生氧化还原反应，可用于各种金属的防腐，具有成本低廉、对环境无影响的优点，在很多领域如石油工业输送管线、船坞、军舰、通讯铁塔、铁路桥梁等许多要求耐久性设施的防腐都具有广阔的应用前景，并特别适合于海洋和航天等严酷条件下的新型金属的腐蚀防护。目前，国内外对聚苯胺防腐涂料的研究较多，而对于聚吡咯作为防腐涂料的研究国内外尚处于研究阶段。导电高分子聚吡咯对金属防腐性能已被大量的研究所证实，对其防腐机理的研究也取得了很大进展。目前，制备导电高分子聚吡咯膜层的方法主要有化学氧化聚合法和电化学阳极氧化聚合法。无论是已商业化的聚苯胺防腐涂料或者还处于研究阶段的聚吡咯防腐膜，其在金属材料上的制备采用的有旋涂法和电化学沉积法，这两种方法所得的导电高分子膜与金属材料之间通过物理吸附连接，在机械刮擦或者复杂的外部环境中，导电高分子膜容易从金属材料表面剥离，从而失去防腐效果。如何解决容易剥离的问题，正是国内外学者正在研究的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述防腐涂层制备方法的缺点，提供一种不易从金属材料表面剥离、防腐效果好的金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法。解决上述技术问题所采用的技术方案由下述步骤组成1、制备1- ( ω -磷酸烷基)吡咯以四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下使金属钾与吡咯按摩尔比为1 1 2，65°C回流反应4小时，制备吡咯钾盐；在四氢呋喃中，将吡咯钾盐与1，ω-二溴烷基按摩尔比为 1 1 3反应，反应温度为10 40°C，制备1-(ω-溴烷基)吡咯；将1-(ω-溴烷基)吡咯与亚磷酸三乙酯按摩尔比为1 1 5反应，反应温度为120 180°C，制备1-(ω-磷酸二乙酯烷基)吡咯；以无水乙腈为溶剂，将1_(ω-磷酸二乙酯烷基)吡咯与三甲基溴硅烷按摩尔比为1 1 6反应，反应温度为0°C，制备成1_(ω-磷酸烷基)吡咯，其结构式如下
权利要求
1. 一种金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法，它包括下述步骤 (1)制备1-(ω-磷酸烷基)吡咯以四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下使金属钾与吡咯按摩尔比为1 1 2，65°C回流反应4小时，制备吡咯钾盐；在四氢呋喃中，将吡咯钾盐与1，ω-二溴烷基按摩尔比为1 1 3反应，反应温度为10 40°C，制备1- (ω -溴烷基)吡咯；将1- (ω -溴烷基)吡咯与亚磷酸三乙酯按摩尔比为1 1 5反应，反应温度为120 180°C，制备1-(ω-磷酸二乙酯烷基)吡咯；以无水乙腈为溶剂，将1_(ω-磷酸二乙酯烷基)吡咯与三甲基溴硅烷按摩尔比为1 1 6反应，反应温度为0°C，制备成1_(ω-磷酸烷基)吡咯，其结构式如下
2.根据权利要求1所述的金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法，其特征在于在制备 1-(ω-磷酸烷基)吡咯单分子膜步骤(2)中，将待涂的金属材料浸泡于0. 001 0. OOSmol/ L 1_(ω-磷酸烷基)吡咯的甲醇溶液中，浸泡2 12小时，在金属材料表面形成1-(ω-磷酸烷基)吡咯单分子膜。
3.根据权利要求1所述的金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法，其特征在于在制备1-(ω-磷酸烷基)吡咯单分子膜步骤O)中，将待涂的金属材料浸泡于0.005mol/L 1-(ω-磷酸烷基)吡咯的甲醇溶液中，浸泡6小时，在金属材料表面形成1-(ω-磷酸烷基) 吡咯单分子膜。
4.根据权利要求1所述的金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法，其特征在于在制备聚吡咯膜步骤(3)中，所述的氧化剂过硫酸钠、高氯酸铁、磷钼酸中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法，其特征在于在制备聚吡咯膜步骤⑶中，所述的吡咯与氧化剂的摩尔比为0.4 0.5 1。
6.根据权利要求1所述的金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法，其特征在于在制备聚吡咯膜步骤(3)中，所述的聚合反应是在20 40°C反应3 6小时。
7.根据权利要求1所述的金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法，其特征在于在制备 1-(ω-磷酸烷基)吡咯步骤(1)中，所述的η的取值为8 16。
全文摘要
一种金属表面聚吡咯防腐涂层的制备方法，通过在金属材料表面自组装含有两个功能基的吡咯衍生物单分子膜，单分子膜的一个功能基吡咯基团与吡咯聚合，所得聚吡咯膜化学吸附于金属材料表面，聚吡咯膜不易剥离，起到防腐的作用。本发明不仅可在金属材料表面生成一层比通常合成的聚吡咯膜更致密的薄膜，能长期有效阻碍腐蚀离子穿透涂层，提高金属的腐蚀电位，减小腐蚀电流，所制备的涂层具有很高的黏附性，不易剥落，并且由于涂层致密，不易划伤，从而使金属材料免于腐蚀。
文档编号B05D5/00GK102352179SQ20111019470
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者左蕊红, 蔡雪刁, 郭亚男, 郭文阁 申请人:陕西师范大学