《一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法》是廈門大學、信和新材料股份有限公司於2012年4月25日申請的發明專利，該專利申請號為2012101252119，公布號為CN102634276A，專利公布日為2012年8月15日，發明人是郭一賓、王詩榕、戴李宗、張龍、胡建林、鐘麗娜、趙寧、何凱斌、曾碧榕、羅偉昂。該發明涉及一種防腐蝕塗料。
一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法，涉及一種防腐蝕塗料。提供一種所製備的防腐塗料不僅防腐蝕性能強，而且具有防污、抗靜電能力的聚苯胺重防腐塗料及其製備方法。聚苯胺重防腐塗料按質量比的原料組成如下：聚苯胺與蒙脫土複合材料8～15，雲母粉10～15，滑石粉10～15，石英粉15～20，基體樹脂30～40，改性樹脂0～5，顏料0～3，消泡劑0.5～1.0，分散劑0.5～1.0，流平劑0.5～1.0，成膜助劑0.5～1.0，溶劑30～40。先製備聚苯胺與蒙脫土複合材料，包括蒙脫土的預處理、苯胺原位插層反應、聚苯胺與蒙脫土插層複合物的合成；最好製備聚苯胺重防腐塗料。
2017年12月，《一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法
- 申請日：2012年4月25日
- 公布日：2012年8月15日
- 申請人：廈門大學、信和新材料股份有限公司
- 申請號：2012101252119
- 公布號：CN102634276A
- 發明人：郭一賓、王詩榕、戴李宗、張龍、胡建林、鐘麗娜、趙寧、何凱斌、曾碧榕、羅偉昂
- 地址：福建省廈門市思明南路422號
- 分類號：C09D163/00(2006.01)I、C09D127/12(2006.01)I、C09D175/04(2006.01)I、C09D161/20(2006.01)I
- 代理人：陳永秀、馬應森
- 代理機構：廈門南強之路專利事務所
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
眾所周知，金屬腐蝕給人類造成的危害和損失是驚人的，據統計，全世界每年因腐蝕生鏽的金屬約為年產量的20％～40％，由此帶來的經濟損失約10000億美元。據不完全的統計，我國每年因腐蝕造成的經濟損失約占國民生產總值的4％，超過了火災、風災和地震造成的損失的總和，至少達二百億元。金屬防腐蝕技術的開發及套用迫在眉睫。
在各種防腐蝕技術中，塗覆防腐蝕塗料是套用最廣泛，也是最經濟、實用、有效的方法。但是，市場上常用的防腐蝕塗料往往含有大量的有機溶劑、鉛、鉻酸鹽等毒害物質，在製備和使用過程中會造成較大的環境污染。截止到2012年套用較為普遍的環氧富鋅漆，所需鋅含量較高，不僅消耗了大量的鋅資源，還會對環境造成嚴重的重金屬污染。因此，尋找新型的無毒、高防腐蝕性能的防污防腐蝕塗料已成為人們研究的一個方向。
聚苯胺作為一種導電聚合物，由於原料廉價易得，製備簡單方便，優異的電化學性能和良好的化學穩定性，並且在製備和使用過程中不存在環境污染問題，日益受到人們關注。然而，由於聚苯胺不溶不熔，限制了其在技術上的廣泛套用。現有的聚苯胺防腐蝕塗料主要有以下兩種：(1)電化學形成聚苯胺塗層，但這種方法不適用於現場施工及大型金屬部件的防腐蝕處理，也不適用於產業化生產。(2)將聚苯胺與常用的成膜樹脂共混製備成複合塗料，該方法克服了電化學聚合方法的不足，為截止到2012年主要研究領域，但所需聚苯胺的添加量較高，經濟效益有待提高。
蒙脫土(MMT)是一種天然的一維無機納米材料，具有優良的流變性、較好的熱穩定性、良好的可塑性和易於插層或分離的間層結構。
截止到2012年，已有許多研究者對蒙脫土與聚苯胺複合物及其導電防腐蝕性能進行了研究。如CN101314697A【一種氯醚聚苯胺防腐塗料及其製備方法】公開了一種以聚苯胺、拜爾鐵紅為防腐填料，氯醚樹脂、高氯化聚乙烯樹脂和環氧樹脂為復配基體樹脂的防腐蝕塗料，提高了塗層防腐性能。CN101643618A【無毒聚苯胺改性防腐塗料及其製備方法】公開了一種無毒改性塗料的製備方法，利用氧化聚合法在防鏽顏料表面上形成一層聚苯胺包覆層，處理後的防鏽顏料對金屬具有鈍化作用。CN101928499A【利用聚苯胺/凹土複合微粒製備防腐蝕保護塗料的方法及套用】公開了一種以原位聚合法在凹土表面聚合聚苯胺，合成聚苯胺/凹土複合材料，並以丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸丁酯三元共聚物為成膜基體，製備防腐蝕塗料，具有良好的均勻性、粘附性和塗覆工藝性能。CN1381530A【以粘土礦物為載體的聚苯胺複合材料及製備方法】公開了一種以質子酸摻雜的導電聚苯胺，經原位聚合包覆在粘土礦物表面上，這種複合材料具有粘土材料的易分散性、聚苯胺的導電性和防腐性能。CN101265361A【酸摻雜導電聚苯胺/有機粘土納米複合材料的製備方法】公開了一種以氨基磺酸摻雜的聚苯胺/納米蒙脫土複合插層材料的製備方法，可用於功能性填料。
發明內容
專利目的
《一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法》的目的旨在提供一種所製備的防腐塗料不僅防腐蝕性能強，而且具有防污、抗靜電能力的聚苯胺重防腐塗料及其製備方法。
技術方案
《一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法》的技術方案是以聚苯胺及經雙子表面活性劑活化改性的蒙脫土合成的複合導電材料為主要防腐蝕添加劑。
該發明所述聚苯胺重防腐塗料按質量比的原料組成如下：聚苯胺與蒙脫土複合材料8～15，雲母粉10～15，滑石粉10～15，石英粉15～20，基體樹脂30～40，改性樹脂0～5，顏料0～3，消泡劑0.5～1.0，分散劑0.5～1.0，流平劑0.5～1.0，成膜助劑0.5～1.0，溶劑30～40。
所述聚苯胺與蒙脫土複合材料可採用聚苯胺及經雙子表面活性劑活化改性的蒙脫土合成的複合導電材料。
所述雲母粉、滑石粉、石英粉的粒徑細度均可為800～1000目。
所述基體樹脂可選自環氧樹脂、氟碳樹脂、聚氨酯樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂等中的一種。
所述改性樹脂可選自脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂等中的一種。
所述顏料可選自鈦白粉、炭黑、氧化鐵紅、群青、檸檬鉻黃等中的一種。
所述溶劑可選自1，4-丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙酮、二甲苯、正丁醇、甲基異丁基酮、無水乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯等中的至少一種。
所述消泡劑可選自有機矽類消泡劑、無機矽類消泡劑、非有機矽消泡劑等中的一種，如德國畢克公司生產的BYK302、BYK065、BYK20、BYK011、BYK053或埃夫卡公司生產的Efka2018中的一種。
所述分散劑可選自溶劑型分散劑或潤濕分散劑，如德國畢克公司生產的BYK101、BYK161、BYK163，或埃夫卡公司生產的Efka5044。
所述流平劑可選自乙二醇單丁醚、聚二甲基矽氧烷、有機矽流平劑等中的一種，所述有機矽流平劑可採用德國畢克公司生產的BYK306、BYK310、BYK356、BYK390等有機矽流平劑中的一種。
所述成膜助劑可選自丁基卞醇乙酸酯、乙二醇丁醚醇酸酯、乙二醇苯醚、二元酸二甲酯類、丙二醇丙醚、二元酸二乙酯類等中的一種。
所述聚苯胺重防腐塗料的製備方法包括以下步驟：
(1)聚苯胺與蒙脫土複合材料的製備
（1）蒙脫土的預處理
將50份的蒙脫土加到500份的蒸餾水中分散，在40～80℃下經攪拌機以600～1000轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，靜置24小時以上，去除蒙脫土中無膨潤性的雜質，然後加入質子酸控制懸浮液pH值在1～3，進行質子活化作用，形成的懸浮液備用；將5～10份有機活化劑溶在50～100份的蒸餾水中後緩慢滴加到備用的懸浮液中，攪拌4～6小時，再離心分離1～2小時，得到插層結構的有機活化蒙脫土懸浮液，靜置後，乾燥，研磨後過800目篩，得到粒子大小在15～20微米的插層結構的有機活化蒙脫土粉末；
（2）苯胺原位插層反應
50份有機活化蒙脫土加到500份的1摩爾/升的質子酸溶液中分散，在40～60℃下經攪拌機以600～1000轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，加入乳化劑1～2份形成乳液懸浮體系，持續攪拌1～2小時；於攪拌中，將8～10份的苯胺單體加入到懸浮液進行苯胺原位插層反應，繼續攪拌4～6使插層充分；
（3）聚苯胺與蒙脫土插層複合物的合成
在0～20℃條件下，將與苯胺單體同摩爾量的氧化劑溶解在40～60份質子酸溶液中，緩慢滴加入所述含苯胺的懸浮液中，在氮氣保護下，反應6～8小時，反應結束後在水中進行超聲分散，再進行離心分離，所得的沉澱用去離子水、丙酮反覆洗滌至濾液呈中性，將所得沉澱乾燥，經研磨得到墨綠色的聚苯胺與蒙脫土插層複合導電材料粉末-聚苯胺與蒙脫土複合材料；所述質子酸為鹽酸、硫酸、磺基水楊酸(C7H6O6S·2H2O)、十二烷基苯磺酸或鄰苯二甲酸；所述有機活化劑為高活性的季銨鹽雙子表面活性劑，可選自雙[N，N-二甲基十二烷基(十八烷基)醯胺]乙基雙氯/溴化銨、二(2-羥基-5-壬基苯基)甲烷-氧-二(2-羥丙基三羥乙基)氯/溴化銨、乙撐基[(十四醯胺丙基二甲基/十六醯胺丙基二甲基)氯/溴化銨]、乙撐基[(十六醯胺丙基二甲基/十八醯胺丙基二甲基)氯/溴化銨]的至少一種；所述氧化劑為過硫酸銨((NH4)2S2O8)、過硫酸鉀(K2S2O8)、三氯化鐵(FeCl3)或硫酸鐵(Fe2(SO4)3)；所述乳化劑為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基磺酸鈉、雙烷氧基雙磷酸鹽或異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽
(2)聚苯胺重防腐塗料的製備
按重防腐蝕塗料的組份配比取8～15份聚苯胺與蒙脫土複合材料、10～15份雲母粉、10～15份滑石粉、15～20份石英粉、30～40份基體樹脂、0～5份改性樹脂、0～3份顏料、0.50～1.0份消泡劑、0.50～1.0份分散劑、0.50～1.0份流平劑，0.50～1.0份成膜助劑、30～40份溶劑混合，在分散機上均勻分散1～4小時，過濾後即可得到聚苯胺重防腐塗料。
改善效果
《一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法》首先利用高活性的季銨鹽雙子表面活性劑(分子中含有兩個疏水鏈、兩個親水基團)活化蒙脫土，然後採用原位聚合法將苯胺單體引入蒙脫土間層，引發聚合形成的聚苯胺鏈段穿插於蒙脫土間層，甚至使蒙脫土解離成獨立分散的片層，合成的複合導電材料可有效解決聚苯胺難溶解、難分散、均勻性差、塗覆工藝差等缺點，再以此作為填料製備重防腐塗料。與常規的十二烷基苯磺酸鈉或十六烷基溴化銨鹽等表面活性劑相比，季銨鹽雙子表面活性劑的陽離子極大地改變了蒙脫土片層的極性，降低了蒙脫土片層的表面能，增加兩相間的親和性，其插層效果得到顯著提高，且製備方法簡單，與單一的聚吡咯、聚苯胺等導電防腐塗料相比，導電率得到了顯著提高，防腐蝕性能明顯增強。此外，還具有防污、抗靜電能力，成本低廉，不含有害物質。
附圖說明
圖1為納基蒙脫土、經CTAB有機化的蒙脫土、聚苯胺與CTAB有機化蒙脫土的插層複合物的XRD衍射圖。在圖1中，橫坐標為衍射角2θ(°)，縱坐標為峰的強度(a.u.)；曲線a為納基蒙脫土，曲線b為CTAB有機化的蒙脫土，曲線c為聚苯胺與CTAB有機化蒙脫土的插層複合物。
圖2為《一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法》製備的聚苯胺與蒙脫土插層複合物的XRD衍射圖。在圖2中，橫坐標為衍射角2θ(°)，縱坐標為峰的強度(a.u.)。
圖3為該發明製備的聚苯胺與蒙脫土複合物的放大倍數為20000倍的SEM圖。在圖3中，標尺為1微米。
圖4為該發明製備的聚苯胺與蒙脫土複合物的放大倍數為40000倍的SEM圖。在圖4中，標尺為300納米。
圖5為該發明製備的聚苯胺與蒙脫土複合物的放大倍數為120000倍的TEM圖。在圖5中，標尺為50納米。
圖6為該發明製備的聚苯胺與蒙脫土複合物的放大倍數為200000倍的TEM圖。在圖6中，標尺為20納米。
圖7為使用實施例3製備的基於聚苯胺與蒙脫土複合物的重防腐塗料塗層的表面掃描電鏡圖，放大倍數為5000倍。在圖7中，標尺為1微米。
圖8為使用實施例3製備的基於聚苯胺與蒙脫土複合物的重防腐塗料塗層的橫截斷面的掃描電鏡圖，放大倍數為10000倍。在圖8中，標尺為1微米。
權利要求
1.一種聚苯胺重防腐塗料，其特徵在於按質量比的原料組成如下：聚苯胺與蒙脫土複合材料8～15，雲母粉10～15，滑石粉10～15，石英粉15～20，基體樹脂30～40，改性樹脂0～5，顏料0～3，消泡劑0.5～1.0，分散劑0.5～1.0，流平劑0.5～1.0，成膜助劑0.5～1.0，溶劑30～40。
2.如權利要求1所述的一種聚苯胺重防腐塗料，其特徵在於所述聚苯胺與蒙脫土複合材料採用聚苯胺及經雙子表面活性劑活化改性的蒙脫土合成的複合導電材料。
3.如權利要求1所述的一種聚苯胺重防腐塗料，其特徵在於所述雲母粉、滑石粉、石英粉的粒徑細度均為800～1000目。
4.如權利要求1所述的一種聚苯胺重防腐塗料，其特徵在於所述基體樹脂選自環氧樹脂、氟碳樹脂、聚氨酯樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂中的一種；所述改性樹脂選自脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂中的一種。
5.如權利要求1所述的一種聚苯胺重防腐塗料，其特徵在於所述顏料選自鈦白粉、炭黑、氧化鐵紅、群青、檸檬鉻黃中的一種；所述溶劑可選自1，
4-丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙酮、二甲苯、正丁醇、甲基異丁基酮、無水乙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯中的至少一種。
6.如權利要求1所述的一種聚苯胺重防腐塗料，其特徵在於所述消泡劑選自有機矽類消泡劑、無機矽類消泡劑、非有機矽消泡劑中的一種；所述分散劑可選自溶劑型分散劑或潤濕分散劑。
7.如權利要求1所述的一種聚苯胺重防腐塗料，其特徵在於所述流平劑選自乙二醇單丁醚、聚二甲基矽氧烷、有機矽流平劑中的一種。
8.如權利要求1所述的一種聚苯胺重防腐塗料，其特徵在於所述成膜助劑選自丁基卞醇乙酸酯、乙二醇丁醚醇酸酯、乙二醇苯醚、二元酸二甲酯類、丙二醇丙醚、二元酸二乙酯類中的一種。
9.如權利要求1～8任意一種所述的聚苯胺重防腐塗料的製備方法，其特徵在於包括以下步驟：
(1)聚苯胺與蒙脫土複合材料的製備
（1）蒙脫土的預處理
將50份的蒙脫土加到500份的蒸餾水中分散，在40～80℃下經攪拌機以600～1000轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，靜置24小時以上，去除蒙脫土中無膨潤性的雜質，然後加入質子酸控制懸浮液pH值在1～3，進行質子活化作用，形成的懸浮液備用；將5～10份有機活化劑溶在50～100份的蒸餾水中後緩慢滴加到備用的懸浮液中，攪拌4～6小時，再離心分離1～2小時，得到插層結構的有機活化蒙脫土懸浮液，靜置後，乾燥，研磨後過800目篩，得到粒子大小在15～20微米的插層結構的有機活化蒙脫土粉末；
（2）苯胺原位插層反應將50份有機活化蒙脫土加到500份的1摩爾/升的質子酸溶液中分散，在40～60℃下經攪拌機以600～1000轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，加入乳化劑1～2份形成乳液懸浮體系，持續攪拌1～2小時；於攪拌中，將8～10份的苯胺單體加入到懸浮液進行苯胺原位插層反應，繼續攪拌4～6小時使插層充分；
（3）聚苯胺與蒙脫土插層複合物的合成
0～20℃條件下，將與苯胺單體同摩爾量的氧化劑溶解在40～60份質子酸溶液中，緩慢滴加入所述含苯胺的懸浮液中，在氮氣保護下，反應6～8小時，反應結束後在水中進行超聲分散，再進行離心分離，所得的沉澱用去離子水、丙酮反覆洗滌至濾液呈中性，將所得沉澱乾燥，經研磨得到墨綠色的聚苯胺與蒙脫土插層複合導電材料粉末-聚苯胺與蒙脫土複合材料；
(2)聚苯胺重防腐塗料的製備
按重防腐蝕塗料的組份配比取8～15份聚苯胺與蒙脫土複合材料、10～15份雲母粉、10～15份滑石粉、15～20份石英粉、30～40份基體樹脂、0～5份改性樹脂、0～3份顏料、0.50～1.0份消泡劑、0.50～1.0份分散劑、0.50～1.0份流平劑，0.50～1.0份成膜助劑、30～40份溶劑混合，在分散機上均勻分散1～4小時，過濾後即可得到聚苯胺重防腐塗料。
10.如權利要求9所述的聚苯胺重防腐塗料的製備方法，其特徵在於在步驟(1)的第（3）部分中，所述質子酸為鹽酸、硫酸、磺基水楊酸、十二烷基苯磺酸或鄰苯二甲酸；所述有機活化劑為高活性的季銨鹽雙子表面活性劑，可選自雙[N，N-二甲基十二烷基(十八烷基)醯胺]乙基雙氯/溴化銨、二(2-羥基-5-壬基苯基)甲烷-氧-二(2-羥丙基三羥乙基)氯/溴化銨、乙撐基[(十四醯胺丙基二甲基/十六醯胺丙基二甲基)氯/溴化銨]、乙撐基[(十六醯胺丙基二甲基/十八醯胺丙基二甲基)氯/溴化銨]的至少一種；所述氧化劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、三氯化鐵或硫酸鐵；所述乳化劑為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基磺酸鈉、雙烷氧基雙磷酸鹽或異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽。
實施方式
- 實施例1
步驟1：將50克蒙脫土加到500毫升蒸餾水中，在60℃下經攪拌機以800轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，靜置24小時，去除蒙脫土中無膨潤性的雜質。將少量1摩爾/升的鹽酸溶液加入到懸浮液中，控制懸浮液pH值在1～3，進行質子活化作用，形成懸浮液備用；將5克雙[N，N-二甲基十二烷基(十八烷基)醯胺]乙基雙氯化銨溶在50毫升蒸餾水中緩慢滴加到所述懸浮液中，邊滴加邊攪拌4小時，再離心分離得到插層結構的有機活化蒙脫土懸浮液，過濾，在60℃下真空乾燥12小時，研磨後過800目篩，得到粒子大小在15～20微米的插層結構的有機活化蒙脫土粉末；步驟2：將50克有機活化蒙脫土加到500ml的1摩爾/升的鹽酸溶液中分散，在40℃下經攪拌機以800轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，加入十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)1.2克形成乳液懸浮體系，持續攪拌1小時。於攪拌中，將8克苯胺單體溶於10毫升1摩爾/升的鹽酸溶液中加入到懸浮乳液中進行苯胺原位插層反應，繼續攪拌4小時使插層充分；步驟3：在冰浴條件下，將20克過硫酸銨((NH4)2S2O8)溶解在30毫升1摩爾/升的鹽酸溶液中，緩慢滴加入苯胺懸浮乳液中，在氮氣保護下，反應8小時。反應結束後先在水中進行超聲分散，再進行離心分離，所得的沉澱用去離子水、工業丙酮反覆洗滌，直至濾液呈中性。將所得沉澱在60℃下真空乾燥24小時，經研磨得到聚苯胺與蒙脫土插層複合物粉末；步驟4：取10.0克所述蒙脫土與聚苯胺複合物粉末、12克雲母粉、12克滑石粉、15克石英粉，與30克醇酸樹脂、4克酚醛樹脂、1克氧化鐵紅、0.6克Efka2018、0.6克Efka5044、0.6克BYK306、0.6克乙二醇丁醚醇酸酯、40毫升無水乙醇混合，在高速分散機上均勻分散2小時，即可得到聚苯胺與蒙脫土複合重防腐塗料。
將步驟3得到的聚苯胺與蒙脫土插層複合物與其他蒙脫土材料進行XRD衍射分析，從圖1的納基蒙脫土(圖1a)、經CTAB有機化的蒙脫土(圖1b)、聚苯胺與CTAB有機化蒙脫土的插層複合物(圖1c)的XRD衍射圖可以看出，隨著蒙脫土被有機化改性，衍射峰逐步向低角度方向移動，通過Debye-Sc小時errer公式D小時kl＝kλ/βcosθ計算可知，蒙脫土的片層結構被逐漸剝離，片層寬度增加，計算結果顯示：蒙脫土的片層間距分別為a＝1.54納米，b＝2.24納米，c＝3.15納米。圖2與圖1的區別特徵在於，聚苯胺與蒙脫土插層複合物的有機化處理採用的是高活性的季銨鹽雙子表面活性劑，從圖2中可見在2θ＝0～8°範圍內基本上無衍射峰，可知製備的聚苯胺與蒙脫土複合物中蒙脫土片層基本上處於被剝離分散狀態，剝離效果比聚苯胺與CTAB有機化蒙脫土的插層複合物(圖1c)要好。
從聚苯胺與蒙脫土複合物的SEM圖(圖3、圖4)可以清晰地看到蒙脫土片層及插層於其中的聚苯胺納米線。從聚苯胺與蒙脫土複合物的TEM圖(圖5、圖6)可以清晰地看到被剝離的片層結構。
對所製備的聚苯胺與蒙脫土複合重防腐塗料的附著力、耐衝擊力、防腐蝕等性能進行測試，結果見表1。
- 實施例2
步驟1、將50克蒙脫土加到500毫升蒸餾水中，在60℃下經攪拌機以800轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，靜置24小時，去除蒙脫土中無膨潤性的雜質。將少量1摩爾/升的硫酸溶液加入到懸浮液中，控制懸浮液pH值在1～3，進行質子活化作用，形成懸浮液備用；再將5克二(2-羥基-5-壬基苯基)甲烷-氧-二(2-羥丙基三羥乙基)氯化銨溶在50毫升蒸餾水緩慢滴加到備用的懸浮液中，邊滴加邊攪拌3小時，再離心分離得到插層結構的有機活化蒙脫土懸浮液，靜置、過濾，在60℃下真空乾燥20小時，研磨後過800目篩，得到粒子大小在15～20微米的插層結構的有機活化蒙脫土粉末；步驟2、將50克有機活化蒙脫土加到500ml的1摩爾/升的硫酸溶液中分散，在60℃下經攪拌機以800轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，加入十二烷基磺酸鈉1.5克形成乳液懸浮體系，持續攪拌1小時。於攪拌中，將10克苯胺單體溶於15毫升1摩爾/升的硫酸溶液加入到懸浮乳液中進行苯胺原位插層反應，繼續攪拌4小時使插層充分；步驟3、在冰浴條件下，將24.6克過硫酸銨((NH4)2S2O8)溶解在40毫升硫酸溶液中，緩慢滴加入苯胺懸浮乳液中，在氮氣保護下，反應8小時。反應結束後先在水中進行超聲分散，再進行離心分離，所得的沉澱用去離子水、工業丙酮反覆洗滌，直至濾液呈中性。將所得沉澱在60℃下真空乾燥24小時，經研磨得到聚苯胺與蒙脫土插層複合物粉末；步驟4、取10.0克所述蒙脫土與聚苯胺複合物粉末、15克雲母粉、15克滑石粉、20克石英粉，與35克氟碳樹脂、4.0克脲醛樹脂、35毫升工業丙酮、0.5克BYK11、0.5克Efka5044、0.60克乙二醇苯醚、0.6克BYK310加入所述體系，在高速分散機上均勻分散2小時，過濾即可得到聚苯胺與蒙脫土複合重防腐塗料。
對所製備的聚苯胺與蒙脫土複合重防腐塗料的附著力、耐衝擊力、防腐蝕等性能進行測試，結果見表1。
- 實施例3
步驟1、將50克蒙脫土加到500毫升蒸餾水中，在60℃下經攪拌機以800轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，靜置24小時，去除蒙脫土中無膨潤性的雜質。將少量1摩爾/升的磺基水楊酸溶液加入到懸浮液中，控制懸浮液pH值在1～3，進行質子活化作用，形成懸浮液備用；再將5克乙撐基[(十四醯胺丙基二甲基/十六醯胺丙基二甲基)氯化銨]溶在50毫升蒸餾水中緩慢滴加到備用的懸浮液中，邊滴加邊攪拌4小時，再離心分離得到插層結構的有機活化蒙脫土懸浮液，靜置、過濾，在60℃下真空乾燥24小時，研磨後過800目篩，得到粒子大小在15～20微米的插層結構的有機活化蒙脫土粉末。
步驟2、將50克有機活化蒙脫土加到500毫升1摩爾/升的磺基水楊酸溶液中分散，在60℃下經攪拌機以800轉/分的速度攪拌均勻，形成懸浮體系，加入5.0克異辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽形成乳液懸浮體系，持續攪拌1小時。於攪拌中，將12克苯胺單體溶在15毫升1摩爾/升磺基水楊酸中加入到懸浮乳液中進行苯胺原位插層反應，繼續攪拌4小時使插層充分；步驟3、在室溫下，將29.5克過硫酸銨((NH4)2S2O8)溶解在40毫升摩爾/升的磺基水楊酸溶液中，緩慢滴加入苯胺懸浮乳液中，在氮氣保護下，反應6小時。反應結束後先在水中進行超聲分散，再進行離心分離，所得的沉澱用去離子水、工業丙酮反覆洗滌，直至濾液呈中性。將所得沉澱在60℃下真空乾燥24小時，經研磨得到聚苯胺與蒙脫土插層複合物粉末。
步驟4、取10.0克所述蒙脫土與聚苯胺複合物粉末、15克雲母粉、15克滑石粉、20克石英粉，40克環氧樹脂E42、4.0克三聚氰胺樹脂、20毫升二甲苯、10毫升正丁醇、10毫升甲基異丁基酮、0.5克BYK065、0.5克BYK161、0.5克乙二醇單丁醚、0.5克丙二醇丙醚，在高速球磨分散機上均勻分散1小時，得到A組分散體系。
步驟5、取聚醯胺651固化劑12.5克、20毫升二甲苯、0.3克BYK065、0.3克BYK161、0.3克乙二醇單丁醚、0.3克乙二醇單丁醚，於球磨分散機中均勻攪拌分散1小時，得B組分分散體系。使用時將A、B組分按16.5∶3.5的比例混合均勻，並視施工需要添加適量溶劑或不需溶劑，於1～2小時內塗覆均勻，在室溫下固化24小時即成重防腐塗層。
從圖7可以看到塗層表面的蒙脫土片層，從圖8可以清晰地看到塗層橫截斷面處的蒙脫土剝離的片層。
對所製備的聚苯胺與蒙脫土複合重防腐塗料的附著力、耐衝擊力、防腐蝕等性能進行測試，結果見表1。
對比例
取常規防鏽底漆塗覆在金屬樣板上，然後對塗層的附著力、耐衝擊力、防腐蝕等性能進行測試，並與該發明所製備的聚苯胺與蒙脫土複合重防腐塗料相對比，結果見表1。
表1 | |||||||||
實 施 例 | 顏色 外觀 | 乾燥 時間 (小時) | 附 著 力 | 柔 韌 性 (毫米) | 耐沖 擊力 (厘米) | │硬│ 度│ | 耐鹽 霧性 (劃×)小時 | 耐鹽 霧性 (不劃×)小時 | 耐鹽水性 (3.5%氯化鈉l,天) |
1 | 平整 | 表2 實幹12 | 1級 | 1 | 56 | H | 700 | 750 | 70 |
2 | 平整 | 表2 實幹11 | 1級 | 1 | 57 | H | 680 | 720 | 65 |
3 | 平整 | 表2 實幹14 | Ⅰ級 | 1 | 62 | H | 850 | 1150 | 91 |
對比例 | 平整 | 表2 實幹10 | 1級 | 2 | 40 | H | 145 | 475 | 45 |
對比結果顯示，在防腐性能方面(耐鹽霧性、耐鹽水性)，聚苯胺與蒙脫土複合重防腐塗料明顯強於常規的防鏽底漆，具有優異的防腐蝕效果。
榮譽表彰
2017年12月，《一種聚苯胺重防腐塗料及其製備方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
