[发明专利]防腐涂料用片状聚苯胺的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物合成及其制备技术领域，具体涉及一种防腐涂料用片状聚苯胺的制备方法。

背景技术

聚苯胺是一种高分子合成材料，它是一类特种功能材料，既具有塑料的密度，又具有金属的导电性和塑料的可加工性，还具有金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能，可用作隐身材料、防腐材料、抗静电材料、电子化学品等等。

关于聚苯胺在防腐涂料上的应用。研究人员发现，在金属表面涂上聚苯胺涂料之后，能够有效阻止空气、水和盐分发挥作用，遏止金属生锈和腐蚀。而且这种塑胶涂料成本低，用法简便，并且不会破坏环境。用纳米聚苯胺可以制成聚苯胺/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/苯乙烯丙烯酸共聚物（SAA）共混体系以及聚苯胺/聚丁基异丁酸酯共混体系等，这些共混物可用于各种场合的表面保护。所种聚合物涂层之所以优于锌涂层还在于其本身不属于重金属，因此对食物链和人体健康的影响较小，而且较锌便宜，可用于几乎所有金属的表面。目前一些工业先进的国家已开始采用聚苯胺涂料。

聚苯胺原料易得、制备方法简单，具有特殊的掺杂机制、金属的导电性、塑料的低密度加工性、优异的化学及电化学性能和良好的环境稳定性，这些使其作为导电材料在防腐涂料和抗静电涂料中具有巨大的发展潜力。尤其是聚苯胺防腐涂料特殊的防腐机理、突出的防腐性能可以取代传统的防腐涂料。中国专利文献（专利公开号1667021）“聚苯胺纳米结构的可控合成方法和用途”介绍了一种纳米结构的片状聚苯胺，但是，其采用的是高温溶液合成法，在合成方法有和应用领域与本发明有较大的差别。

而片状聚苯胺因具有更好的阻隔性能，所以其防腐性能更加优异。目前，片状聚苯胺的制备方法主要有模板法，研磨法。用模板法合成的片状聚苯胺，在应用前需要除去模板才能得到纯的聚苯胺。而除去模板的工艺是繁琐的，在清除模板的过程中片状聚苯胺可能受到破坏。有报道，王凤春等人采用模板法制备了大量的杂多酸掺杂聚苯胺纳米结构材料，采用膜状材料(保鲜膜)作为片状聚苯胺的模板(东北师大学报，2009，41(1)：69-72)。用研磨法制备片状聚苯胺时，聚苯胺的产率较低，而且聚苯胺的大小和均匀性较差。有报道，罗云清等人采用低温固相研磨法制备片状聚苯胺(东北师大学报，2008，40(4)：85-88)。

发明内容

本发明针对上述制备片状聚苯胺时存在的问题，提供片状聚苯胺的一种新的制备方法，采用先研磨、后溶液制备的方法，既能解决模板法去除模板的繁琐过程，也能解决研磨法制备聚苯胺产率低、大小和均匀性较差的问题，是一种简单、高产率的制备片状聚苯胺的方法；用其获得的片状聚苯胺产率高、尺寸均匀，可供防腐涂料使用。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种防腐涂料用片状聚苯胺的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

（1） 原料研磨

先将苯胺单体放在-5℃的冰箱中进行预冷10～60分钟，然后取0.01～0.1mol预冷的苯胺单体以及0.01～0.1mol固体掺杂酸、0.005～0.05mol氧化剂加入（此为第1次加入）到研钵中进行研磨，研磨时间为10～60分钟，将混合物研磨至棕色；

（2） 制备混合分散液

将研磨后的混合物加入到200mL去离子水中预搅拌5～10分钟，然后进行10～30分钟超声分散，得到混合分散液；

然后将0.005～0.05mol氧化剂溶解于50mL去离子水中（此为第2次加入），再将其缓慢滴加到所述的混合分散液中，获得需要的混合分散液；

（3）反应及后处理

将步骤（2）的混合分散液在常温下搅拌反应10～30小时，然后进行抽滤；再用去离子水和甲醇搅拌清洗数次并再次进行抽滤，直至滤液没有颜色；

（4）真空干燥

将步骤（3）抽滤得到的产物置于真空干燥箱中，在50～80℃度下干燥12～36小时，然后用研钵研磨，得到目标产物片状聚苯胺。

可选的，步骤（1）所述的固体掺杂酸为β-萘磺酸、对甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、樟脑磺酸或二丁基萘磺酸的一种。

步骤（1）、步骤（2）所述的氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾或氯化铁的一种。

本发明的积极效果是：

（1）本发明的制备方法属于无模板法，省去了去除模板的工艺步骤，简化了生产过程；

（2）采用先研磨后溶液的方法制备防腐涂料用片状聚苯胺，相对于模板法和纯研磨法更简单有效、产率高；

（3）制得的片状聚苯胺尺寸小且均匀，具有较好的阻隔性能，从而具有优异的防腐性能。