[发明专利]一种提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明属于材料表面改性技术领域，特别涉及一种提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法，旨在提高聚苯胺与环氧树脂的相容性，改善界面性能，提高防护性能。

 

背景技术

导电高分子的出现为防腐蚀工程提供了性能优异的原材料。在众多导电聚合物中，聚苯胺（PANI）是一种具有共轭电子结构的本征型导电高分子，具有导电性好、价廉易得和环境稳定性好等优点，被认为是最有实用化前景的导电高分子材料。作为防腐涂料，聚苯胺抗腐蚀、抗划伤，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，而且成本低，用法简便，不会破坏环境，有较大的实用前景，为我国海洋防腐产业提供了一个崭新的性能优异的基础树脂品种。另外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。环氧涂层具有良好的耐蚀性及耐化学药品性，附着力好，可采用多种固化剂固化而获得不同性能的漆膜，在海洋重防腐中占主导地位。聚苯胺与环氧复合，预期具有更佳的防腐效果，但是在使用过程中，聚苯胺与环氧树脂相容性差，存在界面缺陷，容易导致腐蚀介质沿聚苯胺与环氧树脂界面渗透，从而降低涂层防腐效果。因此需改善聚苯胺与环氧树脂之间的相容性，以改进涂层整体防护性能。

 

发明内容

本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法，通过异氰酸酯环氧树脂和烷氧基硅环氧树脂对聚苯胺进行表面处理，在聚苯胺表面化学键合环氧官能团，从而增强与环氧树脂的相容性，具体步骤如下：

（1）按质量份计，将1份环氧树脂和0.2-3份二异氰酸酯分别使用0.1-0.5份相同的溶剂溶解并分别置于不同的反应容器中；在搅拌和氮气保护下，以20-90滴/分钟的速度将环氧树脂溶液逐滴加入二异氰酸酯溶液中，超声分散均匀，室温反应1-2小时，随后升温至60℃-120℃反应1-8小时，减压蒸馏，除去未反应的二异氰酸酯，获得异氰酸酯环氧树脂；

（2）按质量份计，在氮气保护下，将1份环氧树脂溶解于0.1-0.5份溶剂中，并置于反应容器中，再将0.2-3份硅烷偶联剂溶解于0.1-0.5份同种溶剂中，将硅烷偶联剂溶液以20-90滴/分钟的速度加入到环氧树脂溶液中，超声分散均匀，室温反应1-2小时，随后升温至60℃-120℃反应1-8小时，减压蒸馏，抽滤、除去溶剂，获得烷氧基硅环氧树脂； 

（3）按质量份计，将1份聚苯胺和0.1-0.5份溶剂置于干燥、密闭的容器内，在氮气保护下，搅拌20分钟，制得悬浊液，备用；将0.2-1份二异氰酸酯用0.1-0.5份同种溶剂溶解得到二异氰酸酯溶液，并以10-90 滴/分钟的速度加入到悬浊液中，滴完后超声分散均匀，并在0-40℃反应1-24小时；抽滤除去溶剂和未反应二异氰酸酯，获得异氰酸酯聚苯胺；

（4）按质量份计，将步骤（1）所得异氰酸酯环氧树脂10-30份，步骤（2）所得烷氧基硅环氧树脂10-30份、步骤（3）所得异氰酸酯聚苯胺100-200份和溶剂20-600份置于反应容器内，搅拌1-2小时，使用涂料碾磨机碾磨至细度小于60微米后出料，获得环氧树脂表面改性的聚苯胺。

所述的提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法，步骤（1）、（2）、（3）、（4）中所述溶剂可以为甲苯、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲苯、苯乙烯、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、丁酮、环己酮中的一种。

以上所述的提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法，所述溶剂使用前可以进行除水提纯。

所述的提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法，所述环氧树脂分子结构中至少含有一个羟基官能团。

所述的提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法，所述环氧树脂可以为双酚A型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂或双酚F型环氧树脂中的一种。

所述的提高聚苯胺与环氧树脂相容性的表面处理方法，所述二异氰酸酯可以为甲苯二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或六氢甲苯二异氰酸酯中的一种。