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1、聚苯胺复合防腐涂料的制备及应用聚苯胺复合防腐涂料的制备包扌舌涂层复合和共混复合两种方式.涂层复合主要通过面漆的屏蔽作用来加强涂料的防腐性能;共混复合主要利用涂料中的其他组分提供良好的粘附力來加强涂料的防腐性能.导电聚合物出现后,由于它冇像金屈一样的导电性,人们试图用它替代涂料中的重金属起到防腐作用。研究发现,有些导电聚合物涂料确实具有防腐功能。口前国内外已经研究出多种聚苯胺防腐涂料,国外已经开发出商业化产詁。这些涂料的研究基于两条思路:一是在聚苯胺涂层上涂覆面漆,通过面漆的物理屏蔽作用将溶液与金屈分隔开;二是将聚苯胺和其他粘附力强的聚合物共混形成防腐涂料。这两种途
2、径都将使最终涂料体系的防腐性能得到极大的捉升。1聚苯胺涂层复合防腐涂料聚苯胺涂料涂层复合技术的优点在于不需要考虑涂料屮的聚苯胺的分散性,每种涂层各自独立发挥作用,整个涂料的防腐性能是这些作用的线性加和,如面漆层一般起着物理屏蔽作用,而聚苯胺层则起缓蚀剂的作用。虽然这种体系解决了聚苯胺在涂料屮的分散问题,但由于需要对各种涂料分别进行施工,在人力和时间上需要较大的投入。1.1与环氧树脂涂层复合由于坏氧树脂的附着力和化学稳定性都很岀色,也是常用涂料的主要组分,可以用作而漆,但其防腐性能述不够理想。schaue「等人用电化学阻抗谱(EIS)研究了聚苯胺/环氧树脂涂层的防腐
3、性能,发现对于不同相对分子质量的环氧树脂,其水蒸汽渗透率越高,则极化阻抗RP值越低,并且在浸泡时下降得越迅速。对聚苯胺/环氧树脂体系也有相同的变化规律,但RP值比纯环氧树脂高,其随时间的降低速度也要低。由CORRPASSIVTM聚苯胺底漆与双组分环氧树脂面漆组成的复合涂层能有效地抑制腐蚀,经过1000h浸泡后没有任何变化;在5%的NaC1溶液屮浸泡一个星期后,其阻抗和电容维持不变,而不含聚苯胺底漆的环氧树脂面漆的阻抗则下降为原來的1/10,电容增加到原來的1.5倍。可见,CORRPASSIVTM与环氧树脂面漆的复合提高了涂料的防腐性能。随后的研究发现:该复合涂料比
4、富锌涂料有更好的防腐性能。1.2与阳离了交换树脂涂层复合阳离子交换树脂能够阻碍阴离子透过,在溶液和金屈Z间形成一道“电子屏障”,而起到防腐作用。对冷轧钢底材上的儿种涂料体系的研究表明,在聚苯胺/阳离子交换树脂涂层体系、共混体系和单层聚苯胺体系屮,涂层体系具冇最高的通路阻抗RPo,为4X108Q;共混体系的Rpo最低,为2X104Q;而单层聚苯胺涂料的Rpo为4X105Q,介于两者之间。由于涂料屮聚苯胺的含量只有约6%(质量分数),其防腐性能并非通过氧化还原作用来实现。因此,在聚苯胺/阳离子交换树脂涂层体系中,聚苯胺作为一种阴离子交换膜起作用,通过阻碍金属的溶解提供
5、阴极保护,阻碍阴离了反应的进行。同时阳离了交换树脂也阻碍了阴离子的扩散,在这两层涂层的共同作用下,聚苯胺/阳离子交换树脂而漆涂层体系冇着良好的防腐性能。而单层聚苯胺只能阻碍阳离子的扩散,防腐性能有所下降;聚苯胺/阳离子交换树脂共混涂层由于对阳离子和阴离子都没有阻碍作用,因此防腐性能最低。可见,聚苯胺/阳离子交换树脂涂层能同吋阻碍阴、阳离子的渗透,有效地将金屈与腐蚀介质隔离,具有优异的防腐性能,并且比商业用的阳离了交换树脂冇更好的热稳定性。但是如果阳离子交换树脂而漆受到损伤,表1是聚苯胺/聚毗咯在不同底材漆受到损伤,阴离子就会透过涂层,使其防腐能力下降。2聚苯胺共混
6、复合防腐涂料与复合涂层不同的是,共混复合涂料利用的是聚苯胺与共混组分之间的相互作用乃至化学键來提高涂料的防腐性能,涂料的最终防腐性能不是各组分性能的简单叠加,而是它们Z间冇机的相互作用的结果。2.1与树脂共混与聚苯胺共混制备复合涂料的树脂应具备两个特性:其一,与聚苯胺耍有良好的相容性,以便聚苯胺在涂料中均匀分散;其二,与底材要有较高的附着力。环氧树脂除了具有良好的附着力和化学稳定性外,还具有良好的分散性,能够与各种填料、树脂、助剂互溶,因此,将环氧树脂和聚苯胺共混复合所制备的涂料具有良好的附着力和分散性,防腐性能比单一的聚苯胺涂层有较大的提高。芬兰的科研人员利用环
7、氧树脂和聚苯胺混合开发了一利
8、双组分涂料。这利
9、涂料包含两种组分:一种组分包含至少一种町固化树脂(如环氧树脂),另一种组分包含不导电的聚苯胺和有机胺化合物固化剂,最典型的是TMDA(三甲基己烷二胺)。将其涂覆在清洁的钢表而上,涂层厚度控制在200nm左右,在60°C下固化24h后,在钢表面划开一条宽10mm的划痕,再将其浸入到35%的NaC1溶液中,经过一段吋间后观察划痕的情况,发现当聚苯胺含量为10%(质量分数)11寸,划痕增长速率慢而稳定,经过17d后仅壇长02mm,显示了良好的防腐效果。值得注意的是,该混合涂料的制备工艺是影响其防腐性能的重要因素。必须先将聚
10、苯胺溶解在