專利名稱：一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。
背景技術：
1977年，Heeger, MacDiarmid和白川英樹等發現，五氟化砷或碘摻雜的聚乙炔膜 具有金屬導電性，電導率達103S · cnT1，這一發現打破了聚合物通常為絕緣體的傳統觀念， 引發出一系列相關導電聚合物結構和性質的有趣的基礎科學問題。加之導電聚合物在化學 電源的電極材料、修飾電極和酶電極、電致變色顯示、靜電屏蔽等方面廣闊的應用前景，因 而激發了世界范圍內導電聚合物的研究熱潮。1979年，美國IBM公司用電化學氧化聚合制 備出電導率高達100S -cm-1的導電聚吡咯膜。聚吡咯因具有易合成、導電率高、穩定性較好 等優點而成為導電高分子領域中研究的重點之一，并且逐漸向工業應用方向發展。全球每年金屬腐蝕造成的損失是巨大的，有統計數字表明，全球每年金屬腐蝕總 量達到金屬產量的20% -40%，經濟損失約1000億元。而近期美國公布的涉及十多個行業 的因靜電造成的損失就高達200多億美元。而使用涂料對金屬或電子元件進行表面涂覆處 理是減少金屬腐蝕、降低靜電危害的最為有效的方法。目前，對金屬設備的防護主要還是以涂敷防腐涂料為主，而當前有效的金屬防腐 顏料多為六價鉻化物及含鉛的化合物，其中六價鉻化物是致癌物質，鉛也是嚴重污染環境 的重金屬。而導電聚吡咯具有像金屬一樣的導電性、能夠使金屬表面活性鈍化，可以用來替 代涂料中的重金屬起到防腐作用。因此導電聚吡咯已被看好是新一代環境可接受的高效防 腐蝕涂料。然而，根據傳統方法制備的導電聚吡咯一般為黑色粉末，使得以聚吡咯為導電填 料的涂料不易調色。另外，由于線性分子鏈中的大共軛η鍵，使聚吡咯具有極強的剛性，聚 吡咯既不能熔融也不能溶解，這使其難于加工成型，機械性能也非常差，而如果將導電涂料 制作為水性涂料，則會很不穩定，極易發生沉淀。綜上所述，現有技術存在諸多不足之處，制備一種聚吡咯含量高、化學相容性好、 導電率高的水性導電防腐涂料成為亟待解決的問題。

發明內容
針對上述現有技術，本發明提供了一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐 涂料，及其制備方法。利用該方法制備的水性導電防腐涂料具有化學相容性好、導電率高、 防腐效果優良等優點。本發明是通過以下技術方案實現的一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料，是由以下組分組成的納米 核殼結構聚吡咯復合粒子和水性樹脂乳液，其中，納米核殼結構聚吡咯占水性樹脂乳液質 量的5. 5% 25%。優選的，納米核殼結構聚吡咯占水性樹脂乳液質量的占5. 5% 8. 5%時，防腐效果最佳。優選的，納米核殼結構聚吡咯占水性樹脂乳液質量的占6. 4% 15%時，導電性 能優良，可用做抗靜電涂料。所述納米核殼結構聚吡咯復合粒子的內核是碘摻雜納米導電聚吡咯，導電聚吡咯 復合粒子的外殼是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。所述水性涂料樹脂乳液為固含量為40% 80%的水性丙烯酸樹脂乳液。一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料的制備方法，包括以下步驟(1)納米核殼結構聚吡咯的合成①在室溫下向三口燒瓶中依次加入蒸餾水、陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB)和助表面活性劑正戊醇，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將吡咯單體(Py)滴加到上述配置好的膠束溶液中；③向三口燒瓶中加入碘；④將事先準備好的溶于蒸餾水的FeCl3逐滴滴入三口燒瓶中，在室溫下，對體系進 行磁力攪拌，3小時后，吡咯的化學氧化聚合在膠束中完成；⑤向三口燒瓶中加入單體甲基丙烯酸甲酯(MMA)，并將溫度升至70°C水浴加熱；⑥將配制好的過硫酸鉀(KPS)溶液用恒壓漏斗滴加到體系中，70°C恒溫反應3h， 即得以碘摻雜聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯；(2)復配將上述納米核殼結構聚吡咯洗滌離心干燥后，加到水性涂料樹脂乳液 中，攪拌分散均勻，即得納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料，其中，納米核殼結構聚 吡咯占水性涂料樹脂溶液質量的5. 5% 25%。所述步驟(1)中，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)與蒸餾水的 質量比為0. 034 0. 068 ；助表面活性劑正戊醇與蒸餾水的質量比為0. 02 0. 04 ；吡咯單 體與蒸餾水的質量比為0. 01 0. 03 ；吡咯單體和甲基丙烯酸甲酯單體的質量比為0. 40 0. 67 ；摻雜劑碘單質與吡咯單體的質量比為0. 3 0. 4 ；氧化劑FeCl3與吡咯單體的質量比 為3. 9 6. 2 ；氧化劑過硫酸鉀與甲基丙烯酸甲酯的質量比為0. 04 0. 07。一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料的使用方法，為將納米核殼 結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度 控制在20 200 μ m,室溫固化即可。本發明的水性導電防腐涂料具有優良的化學相容性、高的導電率，同時能夠有效 的減緩金屬的腐蝕，是一種新型環保納米導電防腐涂料。本發明制備的納米核殼聚吡咯，具 有完好的球形結構，其殼層約為lOnm，內核直徑為50nm 70nm。采用本發明制備的水性導 電防腐涂料，納米核殼結構聚吡咯的含量占水性樹脂乳液質量的5. 5% 8. 5%時，防腐效 果最佳。采用本發明制備的水性導電防腐涂料，在納米核殼結構聚吡咯的含量占水性樹脂 乳液質量為6. 4 % 15 %時，導電性能優良，可用做抗靜電涂料。需要強調的是，本發明實現了聚吡咯的核殼改性，并進行了碘摻雜。發明人在納米 聚吡咯表面成功地合成了聚甲基丙烯酸甲酯的納米殼層，使得聚吡咯導電填料具有優良的 綜合性能。在聚吡咯表面的塑性絕緣聚合物聚甲基丙烯酸甲酯使聚吡咯具有好的的熱塑性 和柔韌性，與基體樹脂有更好的相容性。因為殼層聚合物極薄，聚合物的溶脹作用使得聚吡 咯分子鏈可以部分溶脹到基體樹脂中，形成導電網絡。因此殼層絕緣聚合物聚甲基丙烯酸甲酯的存在不影響聚吡咯的導電能力。而且碘摻雜也提高了納米聚吡咯的導電率。另外極 薄的納米殼層聚合物的存在以及聚合物的溶脹作用可以使得本征聚吡咯的顏色變淡，更有 利于涂料在使用過程中的調色。本發明制備的納米核殼聚吡咯復合粒子采用微乳液法合成，該方法實驗裝置簡 單，能耗低，操作容易，且制備的納米粒子粒徑均勻可控。本發明使用的成膜物質是水性樹脂乳液，其僅含有少量的有機溶劑，與溶劑型產 品相比具有明顯的綠色環保的優勢，同時用水代替有機溶劑可以降低生產成本。綜上所述，本發明制備的水性導電防腐涂料相對于普通涂料具有無可比擬的優 勢，具有很高的應用價值，極有利于市場推廣。


圖1為本發明所制備的導電聚吡咯內核的透射電鏡照片。圖2為本發明所制備的導電聚吡咯內核的掃描電鏡圖片。圖3為本發明所制備的具有核殼結構的導電聚吡咯復合粒子的透射電鏡照片。圖4為本發明所制備的具有核殼結構的導電聚吡咯復合粒子的掃描電鏡照片。
具體實施例方式下面結合實施實例對本發明作進一步的說明實施例1 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB)IO. 2g，助表面活性劑正戊醇6g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將4g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入1.4g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加20. 4g FeCl3 (溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯，其透射電鏡照片如圖1，掃描電鏡照片如圖2。通過照片我們可 以看到所制備納米聚吡咯的直徑約為40nm 50nm，形貌為球形。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 7. 41g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)0. 41g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯復 合粒子，其透射電鏡照片如圖3，掃描電鏡照片如圖4。通過照片我們可以看到，納米核殼結 構聚吡咯的內核直徑約為40nm 50nm，外殼厚度約為20nm。將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的5. 5%的納米核殼結構 聚吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹酯乳液中(固含量為40% )，并攪拌均勻，即得含有納 米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。
實施例2 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB) 6. 8g，助表面活性劑正戊醇4g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將2g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入0.6g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加7. 8g FeCl3(溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即可 得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 5g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)O. 2g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡口各， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的15. 25%的納米核殼結 構聚吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹酯乳液中(固含量為60% )，并攪拌均勻，即得含有 納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。實施例3 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB) 13. 6g，助表面活性劑正戊醇8g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將6g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入2. 4g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加37. 2g FeCl3 (溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)8. 96g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS) 0. 63g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的25%的納米核殼結構聚 吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹酯乳液中(固含量為80% )，并攪拌均勻，即得含有納米 核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。實施例4 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料
步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB) 6. 8g，助表面活性劑正戊醇4g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將6g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入2. 4g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加37. 2g FeCl3 (溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 15g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS) 1. 05g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的5. 5%的納米核殼結構 聚吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹脂乳液中(固含量40% )，并攪拌均勻，即得含有納米 核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。實施例5 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB)IO. 2g，助表面活性劑正戊醇8g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將2g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入0.7g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加7. 8g FeCl3(溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即可 得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 3. 71g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)O. 15g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的15. 25%的納米核殼結 構聚吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹脂乳液中(固含量40% )，并攪拌均勻，即得含有納 米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m，室溫固化。實施例6 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下
(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB) 13. 6g，助表面活性劑正戊醇6g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將4g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入1. 2g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加24. 8g FeCl3 (溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 7. 41g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS) 0. 52g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的25%的納米核殼結構聚 吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹脂乳液中(固含量80% )，并攪拌均勻，即得含有納米核 殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。實施例7 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB) 6. 8g，助表面活性劑正戊醇8g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將4g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入1. 2g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加20. 4g FeCl3 (溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 5. 97g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)O. 24g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的25%的納米核殼結構聚 吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹脂乳液中(固含量40% )，并攪拌均勻，即得含有納米核 殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m，室溫固化。實施例8 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯
①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB)IO. 2g，助表面活性劑正戊醇6g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將2g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入0.8g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加7. 8g FeCl3 (溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即可 得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(皿儀)2.998，并升溫到701水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)0.21g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的5. 5%的納米核殼結構 聚吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹酯乳液中(固含量80% )，并攪拌均勻，即得含有納米 核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。實施例9 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB) 13. 6g，助表面活性劑正戊醇4g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將6g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入2. Ig碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加30. 6g FeCl3(溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 15g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)O. 83g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的8. 5%的納米核殼結構 聚吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹酯乳液中(固含量50% )，并攪拌均勻，即得含有納米 核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。實施例10 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴
9化銨(CTAB) 6. 8g，助表面活性劑正戊醇6g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將2g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入0.8g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加10. 2g FeCl3 (溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 5g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)O. 2g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡口各， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的6. 4%的納米核殼結構 聚吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹酯乳液中(固含量60% )，并攪拌均勻，即得含有納米 核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。實施例11 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB)IO. 2g，助表面活性劑正戊醇8g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將6g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入2. Ig碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加23. 4g FeCl3(溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)8. 96g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)O. 63g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的20%的納米核殼結構聚 吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹酯乳液中(固含量70% )，并攪拌均勻，即得含有納米核 殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。實施例12 制備一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料步驟如下(1)制備納米級碘摻雜聚吡咯①在室溫下向三口燒瓶中加入蒸餾水200g，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴 化銨(CTAB) 13. 6g，助表面活性劑正戊醇4g，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；
②將4g吡咯單體滴加到三口燒瓶中，并繼續磁力攪拌，形成含有吡咯單體的表面 活性劑的膠束溶液；③向三口燒瓶中加入1. 2g碘單質，并繼續磁力攪拌；④向三口燒瓶中緩慢滴加24. 8g FeCl3(溶解在40g蒸餾水中)，磁力攪拌3h，即 可得到碘摻雜納米聚吡咯。⑤向三口燒瓶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA) 7. 41g，并升溫到70°C水浴加熱；⑥將配置好的過硫酸鉀(KPS)O. 41g(溶解在5g水中)溶液緩慢滴加到三口燒瓶 中，70°C恒溫反應3h，即得以聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯， 將其離心干燥，備用。(2)水性導電防腐涂料的復配將占水性樹脂乳液質量的15%的納米核殼結構聚 吡咯復合粒子加入到水性丙烯酸樹酯乳液中(固含量60% )，并攪拌均勻，即得含有納米核 殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。使用時，將上述制備好的納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂 在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化。
1權利要求
一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料，其特征在于是由以下組分組成的納米核殼結構聚吡咯復合粒子和水性樹脂乳液，其中，納米核殼結構聚吡咯占水性樹脂乳液質量的5.5％～25％。
2.根據權利要求1所述的一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料，其特征 在于所述納米核殼結構聚吡咯占水性樹脂乳液質量的5. 5% 8. 5%。
3.根據權利要求1所述的一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料，其特征 在于所述納米核殼結構聚吡咯占水性樹脂乳液質量的6. 4% 15%。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂 料，其特征在于所述納米核殼結構聚吡咯復合粒子的內核是碘摻雜納米導電聚吡咯，導電 聚吡咯復合粒子的外殼是聚甲基丙烯酸甲酯。
5.根據權利要求1或2或3所述的一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂 料，其特征在于所述水性涂料樹脂乳液為固含量為40% 80%的水性丙烯酸樹脂乳液。
6.權利要求1或2或3所述的一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料的制 備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)納米核殼結構聚吡咯的合成①在室溫下向三口燒瓶中依次加入蒸餾水、陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨 和助表面活性劑正戊醇，并磁力攪拌形成表面活性劑的膠束溶液；②將吡咯單體滴加到上述配置好的膠束溶液中；③向三口燒瓶中加入碘；④將事先準備好的溶于蒸餾水的FeCl3逐滴滴入三口燒瓶中，在室溫下，對體系進行磁 力攪拌，3小時后，吡咯的化學氧化聚合在膠束中完成；⑤向三口燒瓶中加入單體甲基丙烯酸甲酯，并將溫度升至70°C水浴加熱；⑥將配制好的過硫酸鉀溶液用恒壓漏斗滴加到體系中，70°C恒溫反應3h，即得以碘摻 雜聚吡咯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的納米核殼結構聚吡咯；(2)復配將上述納米核殼結構聚吡咯洗滌離心干燥后，加到水性涂料樹脂乳液中，攪 拌分散均勻，即得納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料。
7.根據權利要求6所述的一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料，其特 征在于所述步驟(1)中，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨與蒸餾水的質量比為 0. 034 0. 068 ；助表面活性劑正戊醇與蒸餾水的質量比為0. 02 0. 04 ；吡咯單體與蒸餾 水的質量比為0. 01 0. 03 ；吡咯單體和甲基丙烯酸甲酯單體的質量比為0. 40 0. 67 ；摻 雜劑碘單質與吡咯單體的質量比為0. 3 0. 4 ；氧化劑FeCl3與吡咯單體的質量比為3. 9 6. 2 ；氧化劑過硫酸鉀與甲基丙烯酸甲酯的質量比為0. 04 0. 07。
8.權利要求1或2或3所述的一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料的使 用方法，其特征在于，方法為將納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂在 經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20 200 μ m,室溫固化即可。
全文摘要
本發明公開了一種含有納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料，是由以下組分組成的納米核殼結構聚吡咯復合粒子和水性樹脂乳液，其中，納米核殼結構聚吡咯占水性樹脂乳液質量的5.5％～25％。使用時，將納米核殼結構聚吡咯的水性導電防腐涂料涂覆或者噴涂在經除油和防銹處理的金屬表面，涂層厚度控制在20～200μm，室溫固化即可。本發明制備的納米核殼聚吡咯復合粒子采用微乳液法合成，該方法實驗裝置簡單，能耗低，操作容易，且制備的納米粒子粒徑均勻可控。本發明制備的水性導電防腐涂料相對于普通涂料具有無可比擬的優勢，具有很高的應用價值，極有利于市場推廣。
文檔編號C08G73/06GK101942254SQ201010296970
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者劉鋒, 孫立波, 石元昌 申請人:山東大學