一种低碳钢阀门用防腐涂料及其制备方法技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，尤其涉及一种低碳钢阀门用防腐涂料及其制备方
法。
背景技术
纳米粒子的物理、化学特性较为独特，有诸如微体积、大表面、量子尺寸、宏观量子
隧道等一些特有效应。复合纳米粒子后的导电聚合物的电导率得到了很大的提升，使其在
新的科研领域有所应用。根据导电聚合物的特殊性能，导电聚合物型复合材料在光、电、磁、
微波等的传导与屏蔽、传感器、金属防腐等领域应用广泛；金属腐蚀与防护方面，随着各国
科研学者对导电聚合物深入而广泛的研究，导电高分子型耐蚀涂料的开发和应用已成为现
实。大量的实验数据早已验证了导电聚合物涂层的优异的耐蚀性能和金属保护机理，其机
理的研究主要有钝化作用，电场作用，缓蚀作用和双层性涂层机理4个观点；
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；
在导电聚合物家族中，聚苯胺具有价格低廉、性质稳定、抗腐蚀机制独特的优点，因而
广泛应用于防腐蚀领域；聚吡咯具有易合成、导电性能优良、单体毒性低等优点，在防腐蚀
领域的应用同样深受关注。为了制备出防腐蚀性能更加优越的导电聚合物，人们通过共聚
对聚合物进行改性。共聚能够集几种链结的优势于一身，进而制备出电化学性能更佳的新
型导电聚合物。徐慧等采用 CV法在不锈钢基材上电沉积聚苯胺/聚吡咯复合薄膜，发现复
合薄膜比纯单一组分薄膜具有更好的耐腐蚀性能。目前，国内外学者对于导电均聚物的合
成、结构、性能的研究较多，但对共聚型导电聚合物的研究并不多见。本发明制备了磺基水
杨酸掺杂的苯胺/吡咯导电共聚物（PANI/PY-SSA），并以其为功能成分，以环氧树脂为成膜
物质，通过机械共混制备了涂料，探讨了导电共聚物涂膜对低合金钢基材的耐蚀能力；
聚苯胺和聚吡咯作为导电聚合物家族最具代表性的两个代表，由于其独特的防腐蚀机
制和良好的防腐蚀效果，这两类导电聚合物在防腐蚀领域均存在广阔的应用前景，共聚改
性为提高其可加工性和耐腐蚀性能提供了新的解决路径。无机纳米粉体材料具有一些聚合
物无法比拟的物理化学性质，其二者的复合物具有比单一组分更好的耐腐蚀性能。近年来，
国内外学者对导电均聚物复合材料的耐腐蚀性能研究较为广泛，但对导电共聚物及其复合
材料的报道却较为罕见。因此，为了制备出耐腐蚀性能更好的复合材料，我们制备了导电共
聚物和一系列导电共聚物/无机复合物。希望能够制备出耐腐蚀性能较导电均聚物和导电
共聚物更好的导电共聚物/无机复合粉体，起到更好的金属保护作用；
低碳钢材料由于具有易加工锻造、易焊接、易切削等优点，经常被加工成各类大型机械
的零部件，在航空航天、汽车、船舶和建筑等领域应用广泛。但其本身易发生晶间侵蚀、点侵
蚀、侵蚀开裂等腐蚀行为，严重的影响了低碳钢材料的应用范围和使用寿命。以聚苯胺和聚
吡咯为代表的导电高分子家族由于其独特的防腐蚀机制和优异的防腐蚀性能在防腐蚀领
域引起了越来越广泛的关注。为了使导电聚合物杰出的电化学性能和无机纳米粒子特殊的
物化性能相得益彰，人们往往采取无机纳米粒子和导电聚合物相复合的方式来实现这一目
的。因此，以导电高分子/无机复合材料为导电填料的功能涂料已成为防腐蚀领域新的研究
热点。目前，国内外学者对导电均聚物及其无机复合材料的合成、结构、性能研究较多，但导
电共聚物/无机复合物的研究和探讨却鲜有报导。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种低碳钢阀门用防腐涂料及其
制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低碳钢阀门用防腐涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
磺基水杨酸1-2、苯胺10-13、过硫酸铵0.1-0.4、吡咯10-12、钛酸四丁酯37-40、正丁醇
41-50、乙二醇丁醚70-90、环氧树脂E4080-90、聚酰胺树脂5-7、二甲基硅油0.8-2。
一种所述的低碳钢阀门用防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述过硫酸铵加入到其重量100-140倍的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
（2）将上述磺基水杨酸加入到其重量60-70倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述苯胺、
吡咯，送入到3-4℃的水浴中，搅拌反应1-2小时，加入上述钛酸四丁酯，出料，升高温度为
74-80℃，滴加浓度为6-10%的氨水，调节pH为10-12，保温搅拌40-50分钟，滴加上述引发剂
溶液，降低温度为1-2℃，滴加10-13mol/l的盐酸，调节pH为3-4，搅拌反应6-7小时，抽滤，将
滤饼用丙酮、去离子水依次洗涤3-5次，在110-130℃下真空干燥1-2小时，得钛导电聚合物；
（3）将上述正丁醇、乙二醇丁醚混合，搅拌均匀，加入上述钛导电聚合物，超声3-10分
钟，加入上述环氧树脂E40，搅拌20-30分钟，加入上述聚酰胺树脂，搅拌均匀，加入剩余的各
原料，搅拌均匀，在60-70℃蒸汽下熟化40-50分钟，即得。
所述的一种低碳钢阀门用防腐涂料，该涂料的使用方法为：
将其均匀的涂覆在处理后的低碳钢材料表面，送入到烘箱中，在80-90℃下固化20-25
小时，出料，即可。
本发明的优点是：本发明将具有大有机基团的有机磺酸掺杂的共聚物因大尺寸反
离子镶嵌在共聚物分子链间，能够增大聚合物链的伸展程度并扩大链间距，有机大分子磺
酸基团具有强烈的表面活性作用，使目标聚合物的溶解性得到提高，同时兼备良好的电导
率；本发明涂料钝化金属的能力增强，使得低合金钢表面生成了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，成功地延缓了腐蚀介质对低碳钢材料的腐蚀，此外，金属、导电聚合物、二氧化钛分别处
于不同的电子价带和能级，二氧化钛的添加有助于增大腐蚀过程中电子转移跨越的能极
差，使其抑制电荷转移的能力更强，减缓了金属基材表面腐蚀反应的发生，体现出了更好的
金属保护能力。
具体实施方式
一种低碳钢阀门用防腐涂料，它是由下述重量份的原料制成的：
磺基水杨酸1、苯胺10、过硫酸铵0.1、吡咯10、钛酸四丁酯37、正丁醇41、乙二醇丁醚70、
环氧树脂E4080、聚酰胺树脂5、二甲基硅油0.8。
一种所述的低碳钢阀门用防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将上述过硫酸铵加入到其重量100倍的去离子水中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
（2）将上述磺基水杨酸加入到其重量60倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述苯胺、吡
咯，送入到3℃的水浴中，搅拌反应1小时，加入上述钛酸四丁酯，出料，升高温度为74℃，滴
加浓度为6%的氨水，调节pH为10，保温搅拌40分钟，滴加上述引发剂溶液，降低温度为1℃，
滴加10mol/l的盐酸，调节pH为3，搅拌反应6小时，抽滤，将滤饼用丙酮、去离子水依次洗涤3
次，在110℃下真空干燥1小时，得钛导电聚合物；
（3）将上述正丁醇、乙二醇丁醚混合，搅拌均匀，加入上述钛导电聚合物，超声3分钟，加
入上述环氧树脂E40，搅拌20分钟，加入上述聚酰胺树脂，搅拌均匀，加入剩余的各原料，搅
拌均匀，在60℃蒸汽下熟化40分钟，即得。
所述的一种低碳钢阀门用防腐涂料，该涂料的使用方法为：
将其均匀的涂覆在处理后的低碳钢材料表面，送入到烘箱中，在80℃下固化20小时，出
料，即可。
性能测试:
粘结强度（N/mm2）：9.4；
抗湿变性（%）：1.2
耐变压器油（1000h/105℃）：漆膜无损坏。