[发明专利]纳米蒙脱土与聚吡咯复合物水性防腐蚀涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，特别涉及一种低成本、高防腐蚀性能的纳米蒙脱土与聚吡咯复合物水性防腐蚀涂料及其制备方法。

背景技术

在化工、石油、食品、轻工等行业中，绝大多数的设备、管道，常常被各种腐蚀介质腐蚀造成损坏。为了使金属设备与腐蚀介质完全隔离，防止其被腐蚀与磨蚀，提高设备的耐蚀性、耐磨性、安全性和使用寿命，人们通常用各种防蚀材料做成覆盖层或衬里。在各种防腐技术中，涂料防腐蚀技术应用最广泛，因为它施工简便、适应性广、不受设备面积、形状的约束、重涂和修复方面费用低，涂料防腐还可与其它防腐蚀措施联合使用。另外，在海洋船舶工业中，防止海生物污损和船舶腐蚀一直是一个较大的难题。传统的防污防腐涂料利用氧化亚铜或锡类等毒性物质来抑制海生物的附着和生长，但这些毒性物质对海水造成了严重污染。因此，寻找新型的无毒、高防腐蚀性能的防污防腐蚀涂料已成为人们研究的一个方向。

聚吡咯(Ppy)是一种具有良好的导电性能、化学稳定性、光稳定性及容易制备的无毒导电聚合物。蒙脱土(MMT)由约1nm厚的硅酸盐片层组成，片层由硅氧四面体和铝氧八面体组成，层间靠吸附阳离子来维持平衡。蒙脱土(MMT)具有纳米尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性。无机层状物或超纯化、超细的无机粒子与导电聚合物复合可得到导电聚合物基纳米复合材料。蒙脱土是一种不具有氧化性质的惰性主体，因而可将单体插入蒙脱土的层状片层或空隙之间，使其剥离成为纳米片层，从而均匀地分散在聚合物基体中，而加入掺杂剂可改善聚合物链的电子分布状况，从而提高了聚合物的导电性能，实现复合材料的高耐腐蚀性能。

目前，已有许多研究者对纳米蒙脱土与聚吡咯复合物及其导电防腐蚀性能进行了研究。赵金玲，王立新等【赵金玲等.聚吡咯/蒙脱土复合材料的制备与性能[J].高分子材料科学与工程，2003，19(4)】以水为介质，FeCl₃为氧化剂，用化学氧化法制备了聚吡咯/蒙脱土复合材料。研究了反应温度、反应时间、蒙脱土和氧化剂用量、掺杂剂种类及用量等因素对聚合反应的影响，0℃时制备的复合材料的电导率已达50.0S/cm，50d内，低温产物电导率下降不到10％。苏海霞，曾幸荣【中国专利，CN1597769A，聚吡咯/有机蒙脱土纳米复合材料及其制备方法和应用】报道了以三氯化铁(FeCl₃)为氧化剂，对甲苯磺酸钠(TSANa)为掺杂剂，使进入经有机插层剂改性的有机蒙脱土(OMMT)层间的吡咯(Py)发生氧化聚合反应，加入到环氧树脂固化剂中，制备了具有良好抗静电性的水性环氧涂料。李兰，冀旭等【中国专利，CN1375534A，纳米蒙脱土改性涂料及其制备方法和用途】介绍了一种纳米蒙脱土改性涂料用作汽车面漆的制备方法，以纳米有机活化蒙脱土作为填料，加入到羟基醇酸树脂为主要成膜物质中，再加入氨基树脂等改性树脂、颜料和其他助剂，经混合、研磨、调和、过滤而成。由于纳米有机活化蒙脱土粒子的表面活性、界面效应等特征，使得粒子间的自聚作用降低，提高了涂膜的丰满度和鲜映性，以及与底材的附着性。李春忠，顾哲明等【中国专利，CN101544823A，一种具有高导电性插层结构的复合材料及其制备方法】介绍了一种插层结构的聚吡咯/氧化石墨复合材料的制备方法，先将氧化石墨分散在PH＝1～3的盐酸水溶液中，再加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵，室温下超声波处理30～60min，得到胶体分散液，将吡咯单体加入其中，经磁力搅拌，加入过硫酸铵在0～5℃进行乳液聚合3～24h，后经抽滤、洗涤、干燥后得到导电率仅为4～5S/cm的插层结构聚吡咯/氧化石墨复合物。潘才元等【中国专利，CN100999558A，表面可控聚合制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的方法】报道了一种利用表面可控聚合，将苯乙烯、丙烯酸酯类、或基丙烯酸酯类、或丙烯酸酰胺类、或甲基丙烯酸酰胺类、乙烯基吡啶等单体在引发剂、层间含有链转移剂的蒙脱土条件下发生可逆断裂链转移聚合反应，制备得到聚合物/蒙脱土复合材料。该种材料的拉伸强度、热稳定性、耐溶剂性以及阻燃性有所提高。

在现有报道中未见利用插层结构的纳米蒙脱土与聚吡咯复合物来制备高防腐蚀性能水性涂料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米蒙脱土与聚吡咯复合物水性防腐蚀涂料及其制备方法。

所述纳米蒙脱土与聚吡咯复合物水性防腐蚀涂料的原料组成及其按质量比的含量为：