[发明专利]聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚乙烯亚胺改性的水性环氧乳液及其制备方法、防腐涂料

说明书

本发明涉及高分子聚合物新材料技术领域。特别涉及一种聚3,4‑乙烯二氧噻吩/聚乙烯亚胺改性的水性环氧乳液及其制备方法、防腐涂料。所制备方法包括如下步骤：混合3,4‑乙烯二氧噻吩单体和溶剂，再加入引发剂，搅拌反应，制备得到聚3,4‑乙烯二氧噻吩分散液；混合聚乙烯亚胺和水性环氧树脂，搅拌，制备得到聚乙烯亚胺改性水性环氧树脂乳液；混合所述聚3,4‑乙烯二氧噻吩分散液、所述聚乙烯亚胺改性水性环氧树脂乳液和助剂，剪切乳化。由所述制备方法制备得到的PEDOT/PEI改性水性环氧乳液改善了PEDOT在水性环氧乳液中的分散稳定性。由所述PEDOT/PEI改性的水性环氧乳液制备的防腐涂料，具备优异的防腐蚀性能，且分散稳定性良好。

技术领域

本发明属于高分子聚合物新材料技术领域，特别涉及聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚乙烯亚胺改性的水性环氧乳液及其制备方法、防腐涂料。

背景技术

防腐涂料是在现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料。随着国民经济和工业化的快速发展，我国钢材的年消耗量越来越大，化工、石油、冶金、机械、轻工、海洋工程和舰船等领域都大量使用钢材，尤其是冶金、化工、石油和海洋工程领域。据报道，2019年我国钢材需求量为8亿吨，粗钢产量为9亿吨，而每年钢铁腐蚀总量占当年产量的10～20％，每年因腐蚀所造成的经济损失巨大。同时，在一些电力运输、储罐、管道等特殊领域，除要求金属材料具有防腐特性之外，同时还需保持良好的导电特性。因此金属防腐领域的技术需要迫切的革新。

在金属防腐应用中导电高分子具有易合成、环境稳定性好、抗腐蚀效果显著和绿色环保等优点，使得该类材料在金属防腐领域特别是防腐涂层研究方面逐渐地崭露头角并占得一席之地。聚苯胺、聚吡咯用于金属防腐的研究较多且方法较为成熟，而同样具有优良性能的聚噻吩类导电高分子用于金属防腐蚀的研究却相对较少。其中，聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)作为聚噻吩类导电高分子的代表，具有独特的化学性能，可改善水性涂料的防腐性能。然而，单纯的PEDOT溶解度极差，导致PEDOT在涂料中的分散性差，这一缺陷严重影响了PEDOT在金属防腐方面的应用。因此，PEDOT作为聚噻吩类导电高分子的代表在金属防腐方面的应用价值和防腐效果都亟待进一步探索和研究。

发明内容

基于此，本发明提供一种PEDOT/聚乙烯亚胺(PEI)改性的水性环氧乳液的制备方法，改善PEDOT在水性环氧乳液中的分散稳定性，所述PEDOT/PEI改性的水性环氧乳液制备的防腐涂料，具备优异的防腐蚀性能。

技术方案为：

一种PEDOT/PEI改性的水性环氧乳液的制备方法，包括如下步骤：

混合3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体和溶剂，再加入引发剂，搅拌反应，制备得到PEDOT分散液；

混合PEI和水性环氧树脂，搅拌，制备得到PEI改性水性环氧树脂乳液；

混合所述PEDOT分散液分散液、所述PEI改性水性环氧树脂乳液和助剂，剪切乳化，制备得到PEDOT/PEI改性的水性环氧乳液。

在其中一个实施例中，所述PEI的数均分子量为600～10000。

在其中一个实施例中，所述PEI的数均分子量选自600、1000、1500、2000、4000、7000和10000中的一种。

在其中一个实施例中，所述聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚乙烯亚胺改性的水性环氧乳液的固含量为0.5％-12％。

在其中一个实施例中，所述EDOT、溶剂和引发剂的质量比为(1～4)：(20～80)：(1～2)。

在其中一个实施例中，所述搅拌反应的时间为1小时～10小时，搅拌反应的温度为20～100℃。

在其中一个实施例中，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或多种。