一种抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料.pdf

本发明公开了一种新型抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料。该抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料由聚噻吩、磷钼酸锌、石墨烯、白炭黑、有机膨润土和水组成。该浆料可以通过调整组分的比例和添加量来满足对抗静电性能和防腐蚀性能的不同要求，制备出的抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料具有抗静电性能稳定，防腐蚀性能优异、绿色环保等优点，能够满足对抗静电及防腐蚀性能均有要求的特定领域需要。

1.一种抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料，该浆料由聚噻吩、磷钼酸锌、石墨烯、白炭黑、有机膨润土和水组成，考虑产品成本、导电性能、防腐蚀性能及运输使用时对体系粘度的要求等因素，抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料的各组份质量之比为：聚噻吩20~40磷钼酸锌40~50石墨烯1~10白炭黑1~10有机膨润土1~5水余量以上各组份质量之和为100。 2.根据权利要求1所述的一种抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料，其特征在于该浆料的具体制备步骤如下：A按上述配比将聚噻吩、磷钼酸锌、石墨烯和白炭黑加入到水中，用分散机充分搅拌，分散；B使用有机膨润土调节上述分散体系的粘度；C过筛去除杂质，得到抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种新型抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料及其制备方法。

背景技术

随着材料科学的不断发展，各个领域对防护材料提出更高的要求。一些特殊机械和设备，往往需要同时进行抗静电和防腐蚀保护，开发兼具上述两种功能的新型材料，成为材料研究领域的热点问题。

一般而言，抗静电浆料是指涂敷在非抗静电基材上，使之具有传抗静电流和排除积累静电荷能力的一类功能性浆料。抗静电浆料具有施工方便、设备简单、成本低廉、应用范围广等优点。国内外的抗静电浆料主要为添加型抗静电浆料，有碳系浆料、金属系浆料和有机/无机复合抗静电浆料。一般控制金属腐蚀的主要方法有：(1)根据不同的环境选择相应的金属材料，研发耐腐蚀的金属合金；(2)在金属材料的表面添加保护层，使金属材料与腐蚀环境隔离；(3)在环境中或金属材料表面加入缓蚀剂，减缓腐蚀的速率；(4)运用电化学方法，使腐蚀速率减缓或停止的方法保护金属材料。在上述防腐方法中，最经济、最有效且应用最为广泛的方法是金属材料表面添加保护层，即通过防腐层来防护。现阶段，已经有很多领域在开发同时具有抗静电功能和防腐蚀功能的新型材料。比如，专利申请号CN201710207233.2公开了一种纳米碳基涂料添加剂及其应用。通过在含有碱金属或碱土金属碳酸盐或金属氧化物的熔融盐中，在300-600℃以及电解槽压2.5V-6V下，以二氧化碳或碳酸盐或石墨为原料电解制备得到。表面富含-COOH、C-OH含氧官能团，电导率介于0.2-0.6S/cm之间，能阻止氧的吸附和还原；同时还具备分散性好的特点。相对于传统的金属类导电涂料和常见的石墨类导电涂料，其自身的突出抑氧效应增强了涂料的防腐蚀能力。专利申请号CN201610620179.X公开了一种新型纺织用防腐蚀抗静电处理剂，由甲醛、三聚氰胺、尿素、氢氧化钠、硅氧烷甲基丙烯酸酯、季戊四醇、烷基苯磺酸钠、聚磷酸铵、聚醋酸乙烯酮、氟硅酸钠和香精组成，用于纺织表面保护，光泽94-98％。专利申请号CN201510366726.1公开了一种高性能防腐蚀机械设备专用油漆，其由以下重量份数的原料制成：四甲基硫脲10-24份，丙二酸甲酯22-42份，阴离子树脂8-13份，氧化磷6-14份，氧化锆粉1-4份，三氧化二锑3-6份，高岭土粉2-5份，海泡石粉8-14份，阴离子树脂12-26份，二茂铁6-8份，玻璃微珠8-12份，重质碳酸钙14-24份，月桂酸单甘油酯0.5-1.2份，四氯间苯二甲腈0.6-1.4份，碳纤维1-4份，超细硅酸铝4-7份，稀释剂8-16份，消泡剂5-8份，主体树脂20-34份，抗静电剂15-22份。本发明的有益效果是：本发明的高性能防腐蚀机械设备专用油漆，具有高防腐蚀性和耐刮擦性，附着力强，不易脱落，干燥速度快，延长使用寿命。专利申请号CN201510285731.X公开了一种抗菌防静电防腐蚀橡胶地板，由下述重量份的原料制成：氯丁橡胶20-30份、丁腈橡胶33-43份、三元乙丙橡胶25-30份，氧化镁2-4份、硬脂酸0.5-1.5份、半补强炉黑15-28份、氧化锌4-8份、秋兰姆类促进剂 0.3-0.8份、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体 4-8份、异噻唑啉酮1.5-1.8份、次氯酸钙0.5-0.8份、导电纤维3-5，地板上涂有涂料。专利申请号CN201410482513.0公开了一种家电用防腐蚀涂料及其制备方法，该涂料以质量份计含有以下成分：甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯10-18份，甲基丙烯酸羟乙酯6-14份，丙烯酸丁酯30-42份，乙酸丁酯15-25份，丁二烯12-18份，异丙醇60-74份，环己酮15-25份，正戊烷0.8-1.6份，二羟基甲基丙酸5-9份，锆英粉3-7份，电解铜粉0.5-1份，去离子水15-25份。专利申请号CN201310208155.X公开了一种耐寒防腐蚀玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用，该聚碳酸酯复合材料的原料配方由聚碳酸酯、玻璃纤维、抗氧剂、增韧剂抗紫外线剂、润滑剂、抗腐蚀剂组成。适用于制备机械工业上作抗冲击和高强度的零部件、防护罩、精密仪表零件、接插元件、高频头、印刷线路插座、智能电表壳体和端子排。专利申请号CN200810160242.1公开了一种油田用防腐蚀衬管的配方，该配方是由下述重量比的化学原料制成，聚氯乙烯25-75份，氯化聚氯乙烯25-75份，稳定剂2.5-4份，润滑剂0.8-2份，加工改性剂2-3份，添加剂1-5份，抗静电剂1-2份；该配方是聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯为主料，通过改变它们的配比得到不同维卡软化的管材。专利申请号CN201520521883.0的实用新型涉及一种防水防尘防腐蚀节能全塑灯，具有吸顶盘，所述的吸顶盘通过膨胀螺栓固定在墙体上，吸顶盘的下端连接有壳体，壳体通过锁合式紧固件与灯罩连接，壳体与灯罩连接处设有密封圈，灯罩内设有灯源，灯源的上端设有散热器，壳体内壁上嵌入有散热片，所述的灯源的数量至少2个，壳体内设有内置开关，内置开关采用防爆元件，当产品打开时能自动切断电源，结构轻巧，外形美观，增加阻燃和抗静电功能，结构密封，防水耐油、耐酸碱、耐高温，防腐蚀等级高，安装方便、快速，光利用率高，便于更换光源，节能环保，使用寿命长。专利申请号CN01138040.3公开了一种加油管总成的防腐蚀抗静电方法及其配套涂料。采用在加油管总成钢铁底材表面依次涂覆防腐蚀层和抗静电层的方法并采用与此方法配套的单组分环氧富锌底漆和单组分环氧抗静电面漆。由于前者采用吸水剂，贮存稳定;两种涂料采用相同的基料和交联剂，其交联剂在常温下不交联，只有在固化温度(120-250℃)，才与环氧树脂交联，固化时间短，两种涂层配套性好。

通过对现有技术调研发现，抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料是一种极具开发前景的功能性浆料，现有技术中在防腐蚀能力、抗静电稳定性以及材料的机械性能等诸多方面都有进一步提升的空间，业界期待开发出新型高效的抗静电型防腐蚀用浆料，满足市场迫切需求，同时考虑健康环保、可持续发展的要求，期望新型材料能够适用于水性体系。

发明内容

本发明的目的是提出一种新型的抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料，具有抗静电性能稳定、防腐蚀性能优异、机械性能好、绿色环保以及实际使用时简单便捷等诸多优点。

本发明中的一种抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料，该浆料由聚噻吩、磷钼酸锌、石墨烯、白炭黑、有机膨润土和水组成，考虑产品成本、导电性能、防腐蚀性能及运输使用时对体系粘度的要求等因素，本发明中抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料的各组份质量之比为：

组份 质量 聚噻吩 20 ~40 磷钼酸锌 40 ~50 石墨烯 1~10 白炭黑 1~10 有机膨润土 1 ~5 水 余量

以上各组份质量之和为100。

本发明中的一种抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料，具体制备步骤如下：

A按上述配比将聚噻吩、磷钼酸锌、石墨烯和白炭黑加入到水中，用分散机充分搅拌，分散；

B使用有机膨润土调节上述分散体系的粘度；

C过筛去除杂质，得到抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料。

本发明中，聚噻吩来自上海赤龙科技有限公司产品。

本发明中，磷钼酸锌、石墨烯、白炭黑和有机膨润土来自市售常规产品。

本发明利用聚噻吩、石墨烯、白炭黑、磷钼酸锌共同作为抗静电防腐填料，制备出了一类新型的耐候型复合抗静电防腐浆料，该浆料将会具有广阔的市场应用前景。

本发明所制备的抗静电浆料随着聚噻吩和石墨烯添加量的增大，浆料制成的膜电导率会不断提高；随着聚噻吩、石墨烯和磷钼酸锌添加量的增大，浆料制成的膜防腐蚀能力会不断提高。本发明可以根据实际需要，通过调整组分的配比和添加量，来控制抗静电防腐浆料制成的膜电导率和防腐蚀能力。

利用本发明设计的组分配比，对应抗静电防腐浆料制成的膜电导率大小范围为1000-2500S/m，耐盐水能力均可达到3.5天以上。

本发明制备的抗静电防腐浆料随着温度的升高，涂膜电阻率变化不大，说明抗静电浆料具有良好的电学热稳定性。

为了测定不同涂膜厚度对电阻率的影响，采用GB1727-79的方法进行多次涂刷，以获得不同厚度的涂膜。对于成膜良好的涂膜来说，厚度对涂膜电阻率的影响不大，但有助于提升材料的防腐蚀能力。这说明涂膜内的抗静电防腐填料已经均匀地分散在涂膜中，不会在重涂中出现局部聚集造成电导率和防腐蚀性能的变化。

本发明的抗静电机理为：加入的石墨烯和聚噻吩在整个涂层中形成立体的抗静电网络，电子易通过抗静电网络和隧道效应自由移动。

本发明具有如下优点：

1、本发明首次将导电和防腐蚀性能优异的石墨烯和聚噻吩与防腐蚀颜料领域的新材料磷钼酸锌粉体进行复配，通过白炭黑强化防腐蚀性能和成膜的机械性能，通过有机膨润土调节体系的粘度，制备出的浆料具有抗静电性能稳定、防腐蚀性能优异、机械性能好等优点。

2、本发明制备的抗静电浆料专为水性防腐蚀体系设计，性能优异，满足行业健康环保要求。通过调整浆料的组成配比，可以满足不同应用领域对抗静电能力、防腐蚀能力和机械性能的要求。

3、本发明制备出的抗静电型防腐蚀用浆料的涂膜电导率高达1000-2500S/m，耐盐水能力可以达到3天以上。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

该抗静电浆料的基本配方为：

原料名称 用量/g 聚噻吩 20 磷钼酸锌 50 石墨烯 1 白炭黑 1 有机膨润土 1 水 27

将上述原料按照比例进行搅拌分散，配制成抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料。用抗静电防腐浆料制成的涂膜电导率为1000S/m，耐盐水时间达到3.5天。

实施例2

该抗静电浆料的基本配方为：

原料名称 用量/g 聚噻吩 40 磷钼酸锌 40 石墨烯 10 白炭黑 5 有机膨润土 3 水 2

将上述原料按照比例进行搅拌分散，配制成抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料。用抗静电防腐浆料制成的涂膜电导率为2500S/m，耐盐水时间为4天。

实施例3：

该抗静电浆料的基本配方为：

原料名称 用量/g 聚噻吩 30 磷钼酸锌 40 石墨烯 5 白炭黑 5 有机膨润土 5 水 15

将上述原料按照比例进行搅拌分散，配制成抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料。用抗静电防腐浆料制成的涂膜电导率为1500S/m，耐盐水时间为3.5天。

实施例4：

该抗静电浆料的基本配方为：

原料名称 用量/g 聚噻吩 30 磷钼酸锌 50 石墨烯 10 白炭黑 3 有机膨润土 3 水 4

将上述原料按照比例进行搅拌分散，配制成抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料。用抗静电防腐浆料制成的涂膜电导率为2500 S/m，耐盐水时间为5天。

对比例1：

该抗静电浆料的基本配方为：

原料名称 用量/g 磷钼酸锌 55 白炭黑 5 有机膨润土 5 水 35

将上述原料按照比例进行搅拌分散，配制成浆料。成膜后没有抗静电能力，耐盐水时间为2.5天。

对比例2：

原料名称 用量/g 聚噻吩 40 石墨烯 10 白炭黑 5 有机膨润土 5 水 40

将上述原料按照比例进行搅拌分散，配制成浆料。抗静电防腐浆料制成的膜电导率为2500 S/m，耐盐水时间为3天。

通过实施例和对比例发现，采用磷钼酸锌与石墨烯、聚噻吩进行复配，制备出的抗静电型聚噻吩基水性防腐蚀用浆料的抗静电能力和防腐蚀能力明显优于对比例。