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自从1985年聚苯胺的防腐性能被发现以来,学术界对其特殊的防腐行为进行了深入研究,正是基于大量的基础研究和应用试验,聚苯胺被认为是一类不含重金属的新一代环保防腐材料。但是之前所研发的聚苯胺防腐涂料通常都含部分有机溶剂,其挥发性有机化合物(VOC)排放及可能的环境污染问题已经引起了学术界和产业部门的高度关注。另一方面,紫外光固化涂料是20世纪60年代发展起来的一类涂料,不含VOC、固化速度快、固化温度低,是一类节能环保型涂料,在木材、塑料、纸张、皮革上已经得到大量使用,但至今没有紫外光固化金属防腐涂料的报道。 本论文试图将聚苯胺金属防腐材料和紫外光固化涂料技术相结合,制备出紫外光固化聚苯胺防腐涂料,所取得的主要研究结果如下: 1、合成了适合掺杂态聚苯胺进行纳米分散的聚氨酯丙烯酸酯类紫外光固化树脂,并制备了紫外光固化聚苯胺防腐涂料。当采用酸性磷酸酯为掺杂剂时,导电聚苯胺(ES)可在该树脂中进行纳米分散,其分散粒径随ES的含量变化在60~765nm之间可控。当ES含量从0.5 wt%增大到5.0 wt%时,粒径从60~110nm增加到190~765nm。ES的粒径增大的原因在于ES与聚氨酯丙烯酸酯是不相容的,ES含量增大导致了其发生团聚而使粒径增大,降低涂层的致密性。当ES含量为1wt%时,其分散粒径在110~180nm之间,厚度为50±5μm的聚苯胺防腐涂层在低碳钢表面的附着力达到0级,耐弯曲1mm,抗冲击强度50cm。该涂层在3.5 wt%的NaCl水溶液中浸泡2400h后,其0.1Hz下的绝对阻抗值(|Z|0.1Hz)仍高于1.0×108Ω·cm2。同时该涂层通过了耐酸(在30 wt%的H2SO4中浸泡10天)和耐盐(在10 wt%的NaCl水溶液中浸泡10天)测试,划叉中性盐雾试验400h内没有出现起泡现象,且锈蚀宽度小于1mm,表现出优异的防腐性能。 2、合成了紫外光-热双固化树脂,并制备了紫外光-热双固化聚苯胺防腐涂料,其中ES的分散粒径分布在85~670nm之间。该防腐涂料首先进行3-5秒紫外光固化,然后在80℃下进行1~3分钟的热固化,完成紫外光-热双固化过程。随着体系中ES含量从1.0 wt%增大到5.0 wt%,粒径从85~110 nm增加到510~670nm,其原因同样在于涂料中两个组分是不相容的,ES的分散粒径随其含量不断提高而增大。当ES含量为1.0 wt%时,厚度为80±5μm的双固化防腐涂层的附着力达到1级,耐弯曲2mm,抗冲击强度50cm。该涂层在3.5 wt%的NaCl水溶液中浸泡2160 h后,其0.1 Hz下的绝对阻抗值(|Z|0.1Hz)仍高于1.0×108Ω·cm2。该涂层通过了耐酸(在30wt%的H2SO4中浸泡10天)、耐碱(在40 wt%的NaOH溶液中浸泡10天)和耐盐(在10wt%的NaCl溶液中浸泡10天)测试,划叉中性盐雾试验600h内没有出现起泡现象,板面良好,无起泡现象,且锈蚀宽度小于1mm,防腐性能比单纯的紫外光固化涂料有进一步改善。