[发明专利]一种双组分纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂/聚氨酯互穿网络导电防腐涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种双组分纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂/聚氨酯互穿网络导电防腐涂料的制 备方法。属于高分子材料和防腐材料中的高分子导电防腐涂料。

背景技术

导电防腐涂料是一种新型防腐涂料，不仅可以传导电流和排除基材表面的积累静电荷， 而且还具有很好的防腐性能，是一种功能型特种涂料，可以涂覆于任何形状基材的表面或内 部。导电防腐涂料具有施工方便、设备简单、成本低廉及应用范围广等诸多优点，主要应用 于石油、化工、建筑、航空和军事等领域。导电防腐涂料一般是在绝缘高聚物(如环氧树脂、 丙烯酸树脂、醇酸树脂及聚氨酯等)中添加导电材料(如金属、石墨等)和防腐材料(如丹 红、锌铬黄、锌粉、磷酸锌等)等。

聚苯胺是一种新型的聚合物导电材料，不仅具有良好的导电和稳定性能，而且还具有质 量轻，合成工艺简单，合成成本低廉等许多优点，有着十分广泛的用途。在导电涂料中添加 量为5-8％时，其导电效果可与导电填料40％时相比，尤其是纳米状态的聚苯胺，不仅具有极 好的导电性能，而且还具有极好的防腐性能，是制备导电防腐涂料的一种较为理想的导电防 腐添加剂，因此，聚苯胺类导电防腐涂料的制备受到了人们的广泛关注和研究。

目前，聚苯胺-聚合物导电防腐涂料主要是采用分散法：即利用化学反应的方法合成出纳 米或非纳米聚苯胺粒子，再利用搅拌或/和超声的方法将聚苯胺粒子分散在基树脂中形成导电 防腐涂料。用这种方法制备聚苯胺导电防腐涂料存在的主要问题是聚苯胺粒子在涂料中的分 散性不好，由于纳米聚苯胺很容易团聚，在涂料中很难以纳米粒子的状态分布，因而影响涂 料的导电和防腐效果。

原位乳液聚合是目前制备纳米聚苯胺粒子的一种新的方法，它是利用乳化剂的分散作用 使苯胺在基树脂直接中形成纳米聚苯胺粒子。用这种方法制备纳米聚苯胺粒子，一方面可以 方便地控制和调节纳米聚苯胺的粒径，制备出符合要求的纳米聚苯胺粒子；另一方面树脂对 形成的纳米聚苯胺起到了较好的包裹作用，并有效阻止纳米粒子的团聚，使制备得到的纳米 聚苯胺粒子较好地分散在基树脂中，增强聚苯胺粒子与树脂的相容性。

互穿网络技术是聚合物复合的一种新技术，是用化学的方法将两种或两种以上的聚合物 相互贯穿形成交织网状的一类新型复相聚合物材料。IPN材料中两种不同的网状结构相互贯 穿，机械缠绕，形成宏观上均匀，微观上可能分相的共混体系，各种网络之间一般不形成化 学键。体系中两相之间能够良好的分散，相界面较大，相间有很好的“协同效应”，而且起 着“强迫互穿”的作用，达到抑制热力学上相分离的目的，增加两种组分的相容性，形成比 较精细的共混结构，往往同时兼具两种或两种以上均聚物的特点，起到优势互补的作用。

首先，采用原位乳液聚合的方法使苯胺在环氧丙烯酸树脂中聚合，形成树脂包裹的纳米 聚苯胺粒子，并均匀地分散在树脂中；再将含有异氰酸酯端基的蓖麻油聚氨酯预聚体与之混 合，在自由引发剂的作用下，环氧丙烯酸树脂中的双键与蓖麻油聚氨酯中的双键发生自由基 聚合反应形成聚烯烃网络，异氰酸酯端基通过吸收空气中的水(潮气)形成聚氨酯网络，两 种网络相互贯穿形成具有导电性能的互穿网络聚氨酯涂层。该涂料将原位乳液聚合技术、纳 米技术和聚合物互穿网络技术较好地结合起来，一方面可以很好地解决纳米聚苯胺粒子在涂 料中分散性问题，使涂层具有较好的导电防腐性能；另一方面还可以通过控制、调节树脂与 添加剂的配方，方便地控制和调节涂层的力学性能，以及其他性能。

发明内容

本发明就是针对上述问题，研制的一种双组分纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂/聚氨酯互穿网 络导电防腐涂料的制备方法。所得双组分纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂/聚氨酯互穿网络导电防 腐涂料导电性能稳定，同时可控制聚苯胺的加入量调节电阻大小值，通过控制聚烯烃网络与 聚氨酯网络的配比调节涂层的力学性能。涂层中聚苯胺分散均匀，表面光泽度好，耐磨擦， 耐候性能好，固化时间可调，涂膜柔硬度可调，操作简便。