一种碳酸酯化环氧防腐涂料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种碳酸酯化环氧防腐涂料及其制备方法，本发明的涂料将二氧化硅与吡咯单体进行酰胺化交联，然后再聚合，可以增强二氧化硅与聚合物间的相容性，提高成品涂膜的稳定性强度，同时加入的二氧化硅还可以提高成品涂膜的韧性、表面硬度和抗冲击强度，本发明的聚吡咯涂料可以在金属基材表面形成一层高致密度的氧化膜，增强了其抑制阳极反应的能力，更好地隔离金属基材与腐蚀介质，表现出了更好的抗腐蚀性能，成功的延缓了腐蚀介质对低碳钢材料的腐蚀。

权利要求

1.一种碳酸酯化环氧防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取2-3重量份的马来酸酐，加入到其重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀，加入

0.1-0.2重量份的乙酰丙酮锌，升高温度到60-70℃，保温搅拌5-10分钟，得酸化水解液；

(2)取160-170重量份的吡咯，加入到其重量30-44倍的四氢呋喃中，搅拌均匀，送入到

60-70℃的恒温水浴中，加入1-2重量份的金属钾，保温搅拌30-40分钟，出料冷却，加入5-7重量份的对甲苯磺酰氯，磁力搅拌20-24小时，将产物加入到去离子水中，搅拌均匀，静置

10-15小时，过滤，将沉淀物进行水洗，真空60-70℃下干燥1-2小时，得磺酰基吡咯；

(3)取5-6重量份的碳酸，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；

(4)取上述酸化水解液，与磺酰基吡咯混合，搅拌均匀，超声10-20分钟，加入0.3-1重量份的烷醇酰胺、13-15重量份的二氧化硅，搅拌均匀，得酰胺吡咯分散液；

(5)取10-15重量份的苯酚，加热熔融，滴加上述碳酸水溶液，保温搅拌10-20分钟，加入氢氧化钠，调节pH为7-8，搅拌反应1-2小时，得碳化酯溶液；

(6)将上述酰胺吡咯分散液、碳化酯溶液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为4-6℃，保温反应4-5小时，出料，过滤，将沉淀物进行水洗，真空70-75℃下干燥20-23小时，加入到其重量100-110倍的去离子水中，超声10-15分钟，得二氧化硅改性聚吡咯溶液；

(7)取130-140重量份的环氧树脂，与上述二氧化硅改性聚吡咯溶液混合，4000-5000转/份搅拌1-2小时，得碳酸酯化环氧防腐涂料。

2.根据权利要求1所述的一种碳酸酯化环氧防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述碳酸酯化环氧防腐涂料的使用方法为：取所述的碳酸酯化环氧防腐涂料，与其重量15-30％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在100-130℃下保温固化

100-150分钟，即可。

说明书

一种碳酸酯化环氧防腐涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于复合新材料涂料领域，具体涉及一种碳酸酯化环氧防腐涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 导电聚合物复合涂层具有传统涂层望而却步的金属钝化和阳极保护功能，同时兼备抗刮伤作用，防腐材料势必成为导电聚合物使用前景最为光明的范畴之一，导电聚合物通过和其他物质复合，使复合涂层达到耐老化、耐酸碱、力学性能优良的技术指标；

[0003] 与溶剂型涂料相比，水性涂料具有诸多优点，如VOC含量低、气味低、不易燃烧、使用安全、可用水清洗等。因此人们将环氧树脂进行水性化处理，使之成为水性漆，来满足更高的要求。数十年的研究开发和应用实践证明，水性环氧漆涂料秉承了环氧树脂的诸多优点，对钢材、水泥的附着力优异，收缩率低，对中等酸、碱和其他溶剂有良好的耐蚀性和抗渗透性，能与各种树脂、填料和助剂良好的混溶，配制成一系列常用的防腐蚀漆，可形成一个水性环氧防腐涂料的体系；

[0004] 但与溶剂型涂料相比，水性涂料的配方复杂，通常包含有多种无机添加剂，而这些无机添加剂会因为与树脂的分散性差，影响到涂膜的稳定性，导致涂膜的性能下降发明内容

[0005] 本发明的目的在于针对现有技术的中无机添加剂与树脂的分散性差，造成涂膜的稳定性差的问题，提供一种碳酸酯化环氧防腐涂料及其制备方法。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种碳酸酯化环氧防腐涂料及其制备方法，包括以下步骤：

[0008] (1)取2-3重量份的马来酸酐，加入到其重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀，加入0.1-0.2重量份的乙酰丙酮锌，升高温度到60-70℃，保温搅拌5-10分钟，得酸化水解液；

[0009] (2)取160-170重量份的吡咯，加入到其重量30-44倍的四氢呋喃中，搅拌均匀，送入到60-70℃的恒温水浴中，加入1-2重量份的金属钾，保温搅拌30-40分钟，出料冷却，加入5-7重量份的对甲苯磺酰氯，磁力搅拌20-24小时，将产物加入到去离子水中，搅拌均匀，静置10-15小时，过滤，将沉淀物进行水洗，真空60-70℃下干燥1-2小时，得磺酰基吡咯；

[0010] (3)取5-6重量份的碳酸，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；

[0011] (4)取上述酸化水解液，与磺酰基吡咯混合，搅拌均匀，超声10-20分钟，加入0.3-1重量份的烷醇酰胺、13-15重量份的二氧化硅，搅拌均匀，得酰胺吡咯分散液；

[0012] (5)取10-15重量份的苯酚，加热熔融，滴加上述碳酸水溶液，保温搅拌10-20分钟，加入氢氧化钠，调节pH为7-8，搅拌反应1-2小时，得碳化酯溶液；

[0013] (6)将上述酰胺吡咯分散液、碳化酯溶液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为4-6℃，保温反应4-5小时，出料，过滤，将沉淀物进行水洗，真空70-75℃下干燥20-23小时，加入到其重量100-110倍的去离子水中，超声10-15分钟，得二氧化硅改性聚吡咯溶液；

[0014] (7)取130-140重量份的环氧树脂，与二氧化硅改性聚吡咯溶液混合，4000-5000转/份搅拌1-2小时，得碳酸酯化环氧防腐涂料。

[0015] 本发明涂料的使用方法为：取本发明的涂料，与其重量15-30％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在100-130℃下保温固化100-150分钟，即可。

[0016] 本发明的有益效果是，本发明首先通过马来酸酐水解得到酸性溶液，然后将吡咯通过对甲苯磺酰氯进行磺酰化，再与水解得到的酸性溶液混合，进行酰胺化交联，之后将得到的交联产物与二氧化硅混合，通过烷醇酰胺进行分散，最后将酰胺吡咯分散液进行聚合，再与环氧树脂共混分散到去离子水中，得到水性防腐涂料；

[0017] 本发明的涂料将二氧化硅与吡咯单体进行酰胺化交联，然后再聚合，可以增强二氧化硅与聚合物间的相容性，提高成品涂膜的稳定性强度，同时加入的二氧化硅还可以提高成品涂膜的韧性、表面硬度和抗冲击强度，本发明的聚吡咯环氧涂料可以在金属基材表面形成一层高致密度的氧化膜，增强了其抑制阳极反应的能力，更好地隔离金属基材与腐蚀介质，表现出了更好的抗腐蚀性能，成功的延缓了腐蚀介质对低碳钢材料的腐蚀。

具体实施方式

[0018] 实施例1

[0019] 一种碳酸酯化环氧防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0020] (1)取2重量份的马来酸酐，加入到其重量38倍的去离子水中，搅拌均匀，加入0.1重量份的乙酰丙酮锌，升高温度到66℃，保温搅拌9分钟，得酸化水解液；

[0021] (2)取165重量份的吡咯，加入到其重量38倍的四氢呋喃中，搅拌均匀，送入到61℃的恒温水浴中，加入1重量份的金属钾，保温搅拌36分钟，出料冷却，加入5重量份的对甲苯磺酰氯，磁力搅拌20小时，将产物加入到去离子水中，搅拌均匀，静置14小时，过滤，将沉淀物进行水洗，真空60-70℃下干燥1小时，得磺酰基吡咯；

[0022] (3)取5重量份的碳酸，加入到其重量21倍的去离子水中，搅拌均匀；

[0023] (4)取上述酸化水解液，与磺酰基吡咯混合，搅拌均匀，超声17分钟，加入0.8重量份的烷醇酰胺、13重量份的二氧化硅，搅拌均匀，得酰胺吡咯分散液；

[0024] (5)取14重量份的苯酚，加热熔融，滴加上述碳酸水溶液，保温搅拌16分钟，加入氢氧化钠，调节pH为7，搅拌反应1小时，得碳化酯溶液；

[0025] (6)将上述酰胺吡咯分散液、碳化酯溶液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为5℃，保温反应4小时，出料，过滤，将沉淀物进行水洗，真空70℃下干燥20小时，加入到其重量108倍的去离子水中，超声13分钟，得二氧化硅改性聚吡咯溶液；

[0026] (7)取136重量份的环氧树脂，与二氧化硅改性聚吡咯溶液混合，4000转/份搅拌1小时，得碳酸酯化环氧防腐涂料。

[0027] 本发明涂料的使用方法为：

[0028] 取本发明的涂料，与其重量20％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在110℃下保温固化100分钟，即可。

[0029] 实施例2

[0030] 一种碳酸酯化环氧防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0031] (1)取3重量份的马来酸酐，加入到其重量40倍的去离子水中，搅拌均匀，加入0.2重量份的乙酰丙酮锌，升高温度到70℃，保温搅拌10分钟，得酸化水解液；

[0032] (2)取170重量份的吡咯，加入到其重量44倍的四氢呋喃中，搅拌均匀，送入到70℃的恒温水浴中，加入2重量份的金属钾，保温搅拌40分钟，出料冷却，加入7重量份的对甲苯磺酰氯，磁力搅拌24小时，将产物加入到去离子水中，搅拌均匀，静置15小时，过滤，将沉淀物进行水洗，真空60℃下干燥2小时，得磺酰基吡咯；

[0033] (3)取6重量份的碳酸，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；

[0034] (4)取上述酸化水解液，与磺酰基吡咯混合，搅拌均匀，超声20分钟，加入1重量份的烷醇酰胺、15重量份的二氧化硅，搅拌均匀，得酰胺吡咯分散液；

[0035] (5)取15重量份的苯酚，加热熔融，滴加上述碳酸水溶液，保温搅拌20分钟，加入氢氧化钠，调节pH为8，搅拌反应2小时，得碳化酯溶液；

[0036] (6)将上述酰胺吡咯分散液、碳化酯溶液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为6℃，保温反应5小时，出料，过滤，将沉淀物进行水洗，真空75℃下干燥23小时，加入到其重量110倍的去离子水中，超声15分钟，得二氧化硅改性聚吡咯溶液；

[0037] (7)取140重量份的环氧树脂，与二氧化硅改性聚吡咯溶液混合，5000转/份搅拌2小时，得碳酸酯化环氧防腐涂料。

[0038] 本发明涂料的使用方法为：

[0039] 取本发明的涂料，与其重量30％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在130℃下保温固化150分钟，即可。

[0040] 实施例3

[0041] 一种碳酸酯化环氧防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0042] (1)取2重量份的马来酸酐，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入0.1重量份的乙酰丙酮锌，升高温度到60℃，保温搅拌5分钟，得酸化水解液；

[0043] (2)取160重量份的吡咯，加入到其重量30倍的四氢呋喃中，搅拌均匀，送入到60℃的恒温水浴中，加入1重量份的金属钾，保温搅拌30分钟，出料冷却，加入5重量份的对甲苯磺酰氯，磁力搅拌20小时，将产物加入到去离子水中，搅拌均匀，静置10小时，过滤，将沉淀物进行水洗，真空60℃下干燥1-小时，得磺酰基吡咯；

[0044] (3)取5重量份的碳酸，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；

[0045] (4)取上述酸化水解液，与磺酰基吡咯混合，搅拌均匀，超声10分钟，加入0.3重量份的烷醇酰胺、13重量份的二氧化硅，搅拌均匀，得酰胺吡咯分散液；

[0046] (5)取10重量份的苯酚，加热熔融，滴加上述碳酸水溶液，保温搅拌10分钟，加入氢氧化钠，调节pH为7，搅拌反应1小时，得碳化酯溶液；

[0047] (6)将上述酰胺吡咯分散液、碳化酯溶液混合，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为4℃，保温反应4小时，出料，过滤，将沉淀物进行水洗，真空70℃下干燥20小时，加入到其重量100倍的去离子水中，超声10分钟，得二氧化硅改性聚吡咯溶液；

[0048] (7)取130重量份的环氧树脂，与二氧化硅改性聚吡咯溶液混合，4000转/份搅拌1小时，得碳酸酯化环氧防腐涂料。

[0049] 本发明涂料的使用方法为：取本发明的涂料，与其重量15％的甲基六氢邻苯二甲酸酐混合，搅拌均匀，涂覆到金属基材表面，在100℃下保温固化100分钟，即可。

[0050] 性能测试：

[0051] 将本发明酸酯化环氧防腐涂料在金属基材表面形成的漆膜在3.5wt％的氯化钠溶液中浸泡3天，测得漆膜的剪切强度为18-22MPa；在10wt％的盐酸溶液中浸泡3天，测得漆膜的剪切强度为19-23MPa；在10wt％的氢氧化钠溶液中浸泡3天，测得漆膜的剪切强度为19-22MPa；

[0052] 对比例：

[0053] 将传统环氧树脂涂料在金属基材表面形成的漆膜在3.5wt％的氯化钠溶液中浸泡3天，测得漆膜的剪切强度为11-13MPa；在10wt％的盐酸溶液中浸泡3天，测得漆膜的剪切强度为9-10MPa；在10wt％的氢氧化钠溶液中浸泡3天，测得漆膜的剪切强度为10-12MPa。

[0054] 可以看出本发明的漆膜具有更好的稳定性强度，对金属基材的防腐蚀保护性更强。

[0055] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。