专利名称：以苯基封端苯胺四聚体为抗腐蚀添加剂制备功能型涂料的制作方法
技术领域：
本发明属于抗腐蚀涂料的制备技术。
据报道，每年全世界钢铁总量的十分之一要被腐蚀掉。腐蚀给人们造成的损失触目惊心。人们很早就开始寻找抗腐蚀的途径，在过去通常采用以下方法有1.物理保护法。这种方法通过隔绝空气与水分，减缓金属表面的电化学腐蚀，使金属受到保护，例如普通的涂料。2.化学保护，例如添加铬，磷酸盐，硅酸盐等减缓腐蚀的添加剂和添加锌的牺牲阳极或阴极保护法。
近几年来，越来越多的研究小组尝试用电活性聚合物来作抗腐蚀材料。聚苯胺作为电活性聚合物的一个品种，它具有良好的电化学可逆性，在空气下可稳定存在，原料易得等特性，被认为是最有可能在实际中得到应用品种。
聚苯胺的抗腐蚀能力是由Menloi首先发现的。当时Menloi在铁片上聚合了一层聚苯胺，在对其作盐雾实验时发现，这层聚苯胺薄膜具有良好的抗腐蚀能力。然而由于当时对聚苯胺的研究还很不深入，聚苯胺基本上被认为是一种不溶不熔的粉末，人们很难用机械方法使其在普通的钢铁上涂上一层均匀的薄膜。从实际应用的角度看，Menloi的电化学形成薄膜的方法，对于象轮船，桥梁和管道等大型结构件的防腐来说，是不可行的。因此人们的研究目光逐渐转向如何使化学氧化得到的聚苯胺粉末变得可溶。目前人们主要使用一些特殊结构的酸，如十二烷基苯磺酸，樟脑磺酸等对聚苯胺掺杂，提高其在普通有机溶剂中的溶解度。然而这些处理方法无疑大大增加了聚苯胺的成本，不利于其在实际生产中应用。
为了降低聚苯胺的成本，一些研究小组尝试把聚苯胺作为已有的抗腐蚀涂料的添加剂，使之形成聚苯胺防腐涂料。例如用聚苯胺/环氧共混体系，聚苯胺/聚氨酯共混体系，聚苯胺/聚酰亚胺共混体系，聚苯胺/苯乙烯丙烯酸系共聚酯体系，聚苯胺/聚丁基异丁基酯共混体系等。然而聚苯胺的难溶解性，很难使其在以上共混体系中混合均匀，并且聚苯胺本身与金属表面粘结性很差，很难与之形成致密的接触，而这种致密的接触正是电活性聚合物起到抗腐蚀作用所必须的在最近的研究工作中我们发明了一条全新的合成苯基封端苯胺四聚体的路线(国家发明专利申请号98122357.5)。本发明采用苯基封端苯胺四聚体作为抗腐蚀涂料添加剂，添加到普通涂料中，从而制备出抗腐蚀功能型涂料。涂料的种类为油脂涂料，天然树脂涂料，酚醛树脂涂料，沥青树脂涂料，醇酸树脂涂料，氨基树脂涂料，丙烯酸树脂涂料，聚酯树脂涂料，环氧树脂涂料，聚氨酯涂料。与聚苯胺相比，苯基封端苯胺四聚体分子正好是聚苯胺的一个重复单元，它具有与聚苯胺非常相近的电化学性质，此外，它还具有良好的溶解性，可溶解在一些普通的有机溶剂中，所以它与普通的涂料共混，能形成比较均匀的共混体系，只需加入0.5％-10％还原态或中间氧化态的苯基封端苯胺四聚体，就能起到很好的抗腐蚀作用，成本很低，而且由于苯基封端苯胺四聚体的分子比较小，能与金属表面形成致密的接触，从而起到很好的抗腐蚀作用。而且苯基封端苯胺四聚体比聚苯胺及一端或两端为胺端基的低聚物稳定得多，不会因为分子的分解而降低抗腐蚀能力，也不会因为分解产生的小分子挥发物而造成环境污染。本发明的特点是1.采用可溶的苯基封端苯胺四聚体作为抗腐蚀涂料的添加剂，与普通的抗腐蚀涂料共混，制备抗腐蚀功能型涂料。2.由于苯基封端苯胺四聚体分子较小且可溶，因而能与金属表面形成致密的接触，而这种致密的接触是导电聚合物发挥抗腐蚀性能的必要条件。3.苯基封端苯胺四聚体与其他端基的苯胺齐聚物相比(譬如，母体苯胺齐聚物和两端都是胺基的苯胺齐聚物)，在空气下的长期稳定性更好。因此，由它制备的抗腐蚀涂料可以长期储存。4.苯基封端的苯胺四聚体分子正好是聚苯胺的一个重复单元，所以它具有与聚苯胺非常相近的电化学性质，苯基封端苯胺四聚体作为抗腐蚀涂料的添加剂，与聚苯胺相比，其抗腐蚀性能变化不大。实施例一将5g处于还原态的苯基封端苯胺四聚体溶解在10ml N，N-二甲酰胺溶液中，完全溶解后，将其倒入200ml普通的醇酸油漆中，混合均匀后，便得到抗腐蚀油漆(添加剂的含量约为2.5％)。实施例二改变添加剂的含量其它与实施例一相同，只是将苯基封端苯胺四聚体改为10g，，得到添加剂含量约为5％抗腐蚀油漆。该漆的抗腐蚀性能与实施例一得到的油漆相比，抗腐蚀性能更好，然而其漆膜的韧性有所降低。实施例三改变添加剂的含量其它与实施例一相同，只是将添加剂改为20g，得到添加剂含量为10％的油漆，该漆的抗腐蚀性能与实施例二得到的油漆相比，抗腐蚀性能更好，然而其漆膜的韧性却大大下降。实施例四改变添加剂加入的方式将5g处于还原态的苯基封端的苯胺四聚体放入200ml油漆中，一起倒入胶体磨中混合均匀，得到抗腐蚀油漆。得到油漆与实施例一中得到的油漆相比，由于不含N，N-二甲基甲酰胺，漆膜更容易风干，有利于施工。实施例五改变涂料的种类其它与实施例四相同，只是将200ml醇酸漆换成200ml环氧漆，得到抗腐蚀油漆，其抗腐蚀性能与实施例四得到的油漆相比，差别不大。实施例六改变涂料的种类其它与实施例四相同，只是将200ml醇酸漆换成200ml聚氨酯漆，得到聚氨酯抗腐蚀漆，其抗腐蚀能力与实施例四得到的抗腐蚀漆大约相同。实施例七改变涂料的种类其它与实施例四相同，只是将200ml醇酸漆换成200ml沥青树脂涂料，得到沥青树脂抗腐蚀涂料，其抗腐蚀能力与实施例四得到的抗腐蚀漆大约相同。实施例八改变苯基封端苯胺四聚体的氧化态其它与实施例四相同，只是将苯基封端苯胺四聚体的氧化态由还原态换成中间氧化态。得到的抗腐蚀油漆的抗腐蚀性能与实施例四得到的抗腐蚀漆。
权利要求
1.一种抗腐蚀功能型涂料的制备技术。其特征在于以苯基封端苯胺四聚体为添加剂，添加到普通的涂料中，其添加量为0.5％-10％，从而制备出抗腐蚀涂料。
2.如权利1所述的涂料的制备技术，其特征在于使用四聚体作为添加剂时，四聚体可处于还原态或中间氧化态。
3.如权利1，2所述的涂料的制备技术，其特征在于涂料的种类为油脂涂料，天然树脂涂料，酚醛树脂涂料，沥青树脂涂料，醇酸树脂涂料，氨基树脂涂料，丙烯酸树脂涂料，聚酯树脂涂料，环氧树脂涂料，聚氨酯涂料。
全文摘要
本发明属于抗腐蚀功能型涂料的制备技术。本发明采用苯基封端苯胺四聚体作为添加剂,添加到普通的涂料中,从而制备抗腐蚀功能型涂料。本发明工艺简单,容易操作,成本低。
文档编号C09D5/08GK1250792SQ9912096
公开日2000年4月19日 申请日期1999年10月18日 优先权日1999年10月18日
发明者张万金, 高军波, 李科, 王策, 于有海, 吴忠文 申请人:吉林大学