新型水基聚苯胺复合防腐涂料的制备及其性能研究

限制 。 聚 苯 胺 （ Ａ Ｉ 作 为 一种 新 型 功 能 高 分 子 材 料 ， ＰＮ）
首 先 将 一 定 量 的石 棉 粉 与 十二 烷 基 苯 磺 酸一 并 加 到反 应 釜 中 ， 照乳 液 聚合 法 合 成 聚 苯胺 的工 艺 ， 按
以 十 二 烷 基 苯 磺 酸 为 乳 化 剂 ， 硫 酸 铵 为 引 发 剂 来 过
涂 层 表 面 发 生 ， 不 需 要 氧 化 物 通 过 涂 层 到 达金 属 而
表 面后 在 金 属 基 体 与涂 层 的 界 面 间 发 生 ， 而避 免 从 了在 基 体 与 涂 层 界 面 间产 生 腐 蚀 产 物 而 影 响 涂层 与
ａ一
未涂 覆 涂 层 的 铁 片
基 体 问 的 附着 力 ， 阳极 反 应 则 由于 涂 层 优 异 的屏 而
曲线 （图 １ 。 ）
一
６Ｏ ・ ４・ ０ ２０ ． 。 ２Ｏ ．
＿４０ ．
—
０３ — ． ＿ ． 一 ０ ＿ ．０ － ＿Ｏ ＿ ．０ — ． — ． 一 ．０ ．０ ０４ Ｏ ０５ Ｏ ０６ ０７ ｏ８ ｏ９ １ ０ １１ ０ ０ １ ２
电压， ｖ
在上 述 曲线 中， 坐标 表示 所形 成 电路 中的 电流 纵
强度 ， 坐标表 示施加 在 电路 中的电位差 。 图 １ 中 ， 横 在 ｃ ０ ． Ｖ附近 出现 的氧化峰 是聚苯胺 从完 全还原 状态转 变 ５
ｂ 涂有不合 Ｐ ＮＩ 石棉 复合物涂层的铁 片 一 Ａ 一
成 中间氧 化 状 态 ， 峰值０ ｍ ０
这 说 明 涂 有 含 聚苯 胺 涂层 的铁 片 的腐 蚀 速 度 明显 比
实 验 中主要 通 过 电化学 方 法 ， 分别 用 循环 伏 安 曲
线与电化学阻抗谱来考察此涂层的防腐蚀能力 ， 具体
操 作 过 程 为 ：将 所 配制 的 防腐 涂 料 与 未 添加 聚苯 胺 防 腐 填 料 的 涂 料 分 别 涂 覆 于 １ ｉ ０ｍｌｘ１ ０１ ｘ１ ｉ ｍｍ Ｔ ｍ ｌ 的不 同铁 片 的其 中一 面 ， 准 备一 个 空 白铁 片 ， 再 然后
ｃ一
涂有含 Ｐ Ｉ 棉 复合物涂层的铁 片 ＡＮ 一石
Ｓｅｌ ｉ ｏｙｎｌ ｅ ａｓｖｔ ｎｏ ｎ ｉｉｏ ［ ．ｕｒｎ ｐｉｄ ｔｅ ｗｔ Ｐ ｌａ ｉｎ ：Ｐ ｓｉａｉ ｒ ｈｂｔ ｎ Ｊ］ ｒｅ ｔ ｌ ｈ ｉ ｏ Ｉ ｉ Ｃ Ａｐ ｅ
０ 引 言
金 属 的严 重腐 蚀 ， 国 民经 济 带 来 巨大 的损 失 ， 给
米 二氧 化硅 、 片 、 联 剂等 。 鳞 偶
主 要仪 器 ：聚合 装 置 、电热恒 温 鼓 风干 燥 箱 、 上 海辰 华 电化 学 工作 站 等 。
１２ ＡＮＩ石棉 复 合材料 的合 成 ． Ｐ ．
石 棉 粉 、 合 物 乳 液 、云母 、 基 沥 青 、 酸 锌 、纳 聚 水 磷
［ 收稿 日期 】 ０ １ ０ — ３ ２ ｌ－ ３ ０
将 配制 好 的涂 料 均匀 涂覆 在 准备 好 的铁 片上 ， 按
［ 作者简介 ］ 李炎 ， ， 男 硕士研究生 ， 主要从事精细化工方面 的研究 。
交 流 阻 抗 图谱 的测 试 过 程 与循 环伏 安 曲线 测 试
方法类似 ， 先测定变换 区间， 最终得 到稳定 的图谱 ，
见 图 ２ 。
第 ５期
李
炎 ， ：新 型水基 聚苯胺 复合 防腐涂料 的制备及其性 能研究 等
３
出 ： 防腐 成 分 Ｐ Ｎ 一石 棉 复 合 物 添 加 到 涂 料 中 ， Ａ Ｉ 具 有 显 著 的 阳极 保 护 作 用 ， 被 保 护 金 属 表 面存 在 一 当 层 具 有 电 荷 传 递 作 用 的 涂 层 时 ，阴极 反 应 很 容 易 在
电压降到 ０ 左右 ， ．Ｖ ５ 峰值 电流只有 ０１ Ａｃ 这可 ．１ ／ 。 ｍ
能是 由于在 金属 的腐 蚀 过程 中 ， 生一 系列 强 烈 吸附 产 在 电极 表 面 的物质 ， 些 物质 占据 着 电极 表 面 的活性 这
２２ 交流 阻抗 图谱 分 析 ．
中心 ， 化 电极 ， 而 使 电极 的活 性 降低 ， 也 体 现 毒 从 这 了聚苯 胺 明显 的防腐 效 果 。 外 ， 此 虽然 几 条 曲线 的 电 压／ 电流 变 化 区 间端 点 有所 不 同 ， 是 随着 所 加 电压 但
目前 对 金 属 设 备 的 防护 主要 还 是 以涂 覆 防腐 蚀 涂 料 为 主 。由 于涂 层 本 身 的 缺 陷 ， 以作 为 物 理 阻 隔 层 难 完 全 阻 止 氧 气 、 离 子 等 对 金 属 的腐 蚀 ， 且 多 数 氢 并 防腐 涂 料 的 溶 剂 对 环 境 有 破 坏 作 用 ， 其 应 用 受 到 使
涂 料 具备 优 异 的防腐 蚀 性 能 。
ｂ 涂有不舍 Ｐ 一石棉复合 物涂层的铁 片 一 ＡＮＩ
参 考文 献
１ Ｃ ｏ ，Ｇａ ｒｅ ，Ｓ ｅ ｏ ｋＡ ｂ ｉｌ Ａ ｉ ｗＤ ，ｅ １ ｏ ｒ ｓ ｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｏ ｏ ｒ ｏ ｔａ ．Ｃ ｒｏ ｉ ｎ Ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｆＬ ｗ Ｃａ ｈ ｎ
把３ 块铁 片 的另 一 面用 石 蜡封 住 ， 未 被 封蜡 的一 面 从 （ 即有 涂 层 的一 面 ） 出导 线 ， 电化 学测 试 系统 连 引 与
其他 两块 铁 片缓 慢 ，即前 者涂 层 具有 优 良的防腐 性 。
接在 一起 。 后 将 ３ 铁 片分 别 浸 于 ５ 的 Ｎ Ｃ 溶 液 然 块 ％ ａ１ 中 ， 密 封 的条 件 下 对 涂 层 分 别 进 行 了循 环 伏 安 曲 在
制 备 聚 苯胺 ， 应 数 小 时 后 ， 产 物 干 燥 ， 碎 ，即 反 将 粉 得 Ｐ Ｎ 一 棉复 合 物 。 Ａ Ｉ石
１ 防腐涂 料 的配制 ． ３
具 有 成 本 低 、 成 简 单 、高 化 学 稳 定 性 和 环 境 稳 定 合 性等优点 ， 能源 、 在 电磁 屏 蔽 、防腐 和 电致 变 色等 领
近 出现的氧化峰为聚苯胺从部分氧化状态转变为完
全 氧 化 状 态 ， 苯 胺 在 转 变 的 电位 区 表 现 出高 的导 聚
电性 ； 图 １ 中并 没 有 出现 明显 的氧 化 峰 ； 图 １ ， ａ ｈ中 在 ０９Ｖ左 右 处 出现 一 个 氧 化 峰 。由此 可 以看 出 ：随 ．
１ 试 验 部 分
１１ 原料 和仪器 ．
的铁 片打 磨 成 镜 面 ， 然后 浸 入 丙 酮 和 乙 醇 中预 处 理 ，
以除 去有 机 杂 质 ， 最后 将 铁 片用 蒸馏 水 淋 洗 ， 丙酮 干 燥 ， 用。 待
１ ． 涂层 的制 备 ．２ ４
主要原料 ：苯胺 、 十二烷基苯磺 酸 、 过硫酸铵 、
型 水基 聚苯 胺 复合 防腐 涂料 ， 其涂 膜 的 防腐性 能进 行 电化 学测试 ， 明其 具备优 异 的 防腐 性 能。 对 证
关键 词 ：聚 苯胺 一石棉 复 合材 料 ；防腐涂 料 ；电化 学测 试 中 图分类 号 ：Ｔ ３ ． Ｑ６０７ 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ — ６ ６ ２ １ ）５ ０ ０— ４ ０ ９ １９ （ ０ １ ０— ０ １０
蔽 作 用 使 其 反 应 速 率 大 大 受 到 阻 碍 ， 而 促 进 基 体 从
的 阳极极 化 ， 现 出 阳极 保 护作 用 ＿ 。 呈 １
３ 结 语
（ ） 采 用原 位 包 覆 法 成 功 制 备 聚苯 胺 包 覆石 棉 １ 的复 合材 料 ， 并且 在 涂层 中起 主要 防腐 作用 。 （ ２） 电化学 测 试 结 果 表 明 ：按 此 方 法 所 配制 的
线和 电化 学 阻抗测 试 。
２ 结果 与 讨 论
－
０３ 加 ．０ － ． ． Ｏ ４ － ５ ＿】 ０ ０ （ ． 印
－ ． ｏ７ ＿ ．Ｏ 一 ． ０ ｏ８ ０９ 一 ．ｏ — ．０ ０ １ ０ １ １
２１ 循 环伏 安 曲线分析 ． 采 用 三 电 极 系 统 ， 电极 为 对 电 极 ， 和 甘 汞 铂 饱
第４ ９卷第 ５期
２１ 年 ５ ０１ 月
上 海 涂料
ＳＨＡＮＧＨＡ ＩＣＯＡＴＩ ＮＧＳ
Ｖｏ１４９ Ｎｏ ５ ． ． Ｍａ ． ｖ ２０１ １
新 型 水基 聚苯胺 复合 防腐 涂料 的 制 备 及其 性能研 究
李 炎 张 燕南 可 同欢 刘方 方 摘 （ 河北科 技 大学 化 学与制 药工程 学院 ， 北石 家庄 ０ ０ １ 河 ５ ０ ８） 要 ：以原 位 包覆 法制 备 的 聚苯胺 复 合材 料 为 主要 防腐 成 分 ， 以聚合 物 乳 液为 成膜 物 ， 成新 制
ａ一
电压 ｎＴ
未 涂 覆 涂 层 的铁 片
电极 （ Ｃ 为参 比电极 ， 片试样为工作 电极 ， Ｓ Ｅ） 铁 使
用 电化学 工 作 站 对 以上 的 防腐 蚀 体 系 进 行 数 次循 环 伏 安 曲线 测 试 ， 随 机 设 定 变 化 区 间参 数 ， 后 根 先 然 据 每 个 体 系 所 得 曲线 的不 同 变 化 区间 ， 重 新 设 定 再 区 间端 点 ，以得 到最 能 反 映 防腐 蚀 过 程 的循 环伏 安
定 比例 混合 ， 磨 ， 得 黏度 适 中的涂料 。 研 制
１４ 聚苯 胺 防腐涂 层 的制备 ．
１ ． 铁 片 的 预 处 理 ．１ ４
能优 良的聚合物乳液 为成膜物来制备 防腐涂料 ， 考
察 了其在 普通 铁 片上 的 防腐 性 能 （ 电化 学性 能 ）１ 。 ［ ］
用 １０目和 ６０目金相砂 纸将 ８ ｍ× ５ｃ ５ ０ ０ｃ ４ ｍ×１ｃ ｌ ｎ
ｃ 涂有舍 Ｐ ＮＩ 石棉复 合物涂层的铁片 一 Ａ 一
着 聚苯 胺 的加 入 ， 现 第 一 个 氧 化 峰 的 电 压 逐 渐 减 出 小 ， 值 电 流也 在 逐 渐 减小 ， 整 个 过 程 中 ， 峰 在 氧化 峰
图 １ 铁片在 ５ ａ Ｉ ％Ｎ Ｃ 中的循环伏安 曲线
Ｆ ｇ ｒ Ｔ ｅｃ ｃｉ ｏ ａ ｉｕ ｅ １ ｈ ｙ ｌ ｖ ｈ ｍｍｅｒ ｕ ｖ ｆ ｒ ｎｐ ａｅ ｃ ｔｙｃ ｒ ｅｏ ｏ ｌｔ ｉ ｉ ％ Ｎａ １ ｏ ｕ ｉｎ ｎ５ Ｃ ｌｔ ｓ ｏ
域具 有 广 阔 的应 用 前 景 。本 文 通 过 乳 液 聚 合 法 合 成
将 Ｐ Ｎ 一石 棉 复 合 物 、聚 合 物 乳 液 、 淀 白炭 Ａ Ｉ 沉
黑 、 母 、沥 青 、 酸 锌 、 米 二 氧 化 硅 、 片按 一 云 磷 纳 鳞
Ｐ Ｉ ＡＮ一石棉 复 合 材 料 ， 以其 为 主要 防腐 填 料 ， 并 以性
一
通 讯 联 系人 。
２
上海涂料
第４ ９卷
Ｇ ７ ７ ９ 《 Ｂ１２— ２ 漆膜 一般 制 备法 》 备 聚苯胺 漆 膜 ，自 制
然 晾干 ， 待测 ¨ 。 ５
１ 涂 层 电化学 性能测 试 ． ５
的不 断变 化 ， 应 过 程 的 电流也 会 不 断变 化 ， 而形 反 从 成一 个个 闭合 回路 ， 中所 形 成 回路 的面 积大 小 就表 其 明了 电 流 的波 动 大 小 。图 １ 和 图 １ 所 形 成 的 闭合 回 ａ ｂ 路 面积 较 大 ， 明其 电 流 随 电压 的 变化 而 波 动 较 大 ， 说 其 中 图 ｌ 的数 条 闭合 曲线 重合 度 不 及 图 １ ，即 图 ｌ ａ ｂ ｂ 的涂 层 起 到 了一 定 的缓 蚀 作 用 ，图 １ 在 反 应 阶段 始 ｃ 终 很稳 定 ， 管 电压变 化最 大 （ 化 了 １ ， 整个 尽 变 ．Ｖ）但 ８ 反应 过程 中电流波 动却 非常小 （ 电流变化 了 ０ ０ ， ． ２Ａ） ０