專利名稱：提高電鍍鋅鋼板上電聚合苯胺膜防腐蝕性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高電鍍鋅鋼板上電聚合苯胺膜防腐蝕性能的方法，更詳細地說是先采用電化學(xué)的方法一步電聚合制備聚苯胺膜，隨后再用輻射方法來提高聚苯胺的防腐蝕性能。屬輻射化學(xué)工藝處理技術(shù)領(lǐng)域。
金屬腐蝕會給國民經(jīng)濟帶來巨大的損失，其破壞事例普遍存在于所有使用金屬的場合。這不僅浪費了自然資源，而且對環(huán)境造成污染。為了防止和減緩金屬的腐蝕，人們都采用涂敷含有重金屬如鉻、鉛、鉬等緩蝕劑有機涂層和含鋅的有機或無機涂層。此類方法雖然相對有效，但對環(huán)境危害巨大。因此人們都要求有更好的防腐蝕途徑。導(dǎo)電聚合物作為無毒無害的防腐蝕材料的開發(fā)成為研究新熱點，在替代鉻酸鹽鈍化工藝的研究領(lǐng)域中相當(dāng)活躍。
近年來，聚苯胺作為一種優(yōu)良的防腐蝕材料逐漸引起重視，并且成為導(dǎo)電聚苯胺最有希望的應(yīng)用領(lǐng)域。在利用電聚合氧化法聚合單體中，苯胺單體由于其價格便宜、低毒、在水溶液中易溶且其聚合物在空氣中性質(zhì)穩(wěn)定等特點而受到防腐蝕研究者的青睞。
據(jù)報道，在中性條件下可以一步電聚合得到聚苯胺膜。它有較強的耐腐蝕性，但是，中性條件下電鍍液的支持電解質(zhì)是水楊酸鈉，形成的膜由于摻雜了水楊酸，而易溶解于酒精等有機溶劑，不利于防腐蝕。
近年來發(fā)展迅速的高分子輻射化學(xué)逐漸應(yīng)用于高分子產(chǎn)品的生產(chǎn)和改性，利用電離輻射誘發(fā)的物理化學(xué)變化(如交聯(lián)、接枝、聚合、降解等)對材料進行加工或改性，不會使產(chǎn)品帶上放射性。與常規(guī)方法相比，具有節(jié)能，無環(huán)境污染等特點。而且，由于輻射工業(yè)的發(fā)展遵循嚴格的法規(guī)，其安全水準常高于與之競爭的技術(shù)。另外，鈷-60及加速器的安全性和可靠性能從它們在癌癥的放療中的廣泛應(yīng)用得到證實。目前，該方法已應(yīng)用于聚烯烴絕緣材料的輻射交聯(lián)改性、輻射橡膠硫化、涂層的輻射固化、輻射合成聚丙烯酰胺和聚四氟乙烯材料、輻射降解植物纖維等方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用電子加速器或鈷-60對鍍鋅鋼板上電聚合制備的苯胺膜進行輻射，以增加其交聯(lián)度以及膜與基底金屬的結(jié)合力，提高其防腐蝕的性能。
本發(fā)明是一種提高電鍍鋅鋼板上電聚合苯胺膜防腐蝕性能的方法，先采用電化學(xué)的方法，以水為介質(zhì)，水楊酸鈉為支持電解質(zhì)，在中性條件下，一步電聚合制備聚苯胺膜，其特征是在制備而得的聚苯胺膜上再用輻射的方法來提高聚苯胺膜的防腐蝕性能。聚苯胺膜輻射方法有下述兩種方式a.采用GJ-2高頻高壓電子加速器輻照(1)、輻照劑量率為3.5KGy/s，時間為200s。
(2)、輻照劑量率為3.5KGy/s，時間為250s。
(3)、輻照劑量率為3.5KGy/s，時間為300s。
(4)、輻照劑量率為1.75KGy/s，時間為600s。
(5)、輻照劑量率為7.0KGy/s，時間為150s。
b.用鈷源γ60輻照距鈷源距離為2cm，輻照時間為45h。
電鍍鋅鋼板上苯胺經(jīng)過電聚合形成聚苯胺膜，并摻雜了一定的水楊酸根離子。
聚苯胺的結(jié)構(gòu)如下 上式中y為氧化度，y可以是0-1間的任何數(shù)。
在電鍍鋅鋼板上利用電聚合方法制備的聚苯胺膜的氧化度可達48～56％，摻雜度可達12～24％。故它屬于部分摻雜的半氧化結(jié)構(gòu)。
研究結(jié)果表明，電鍍鋅鋼板上的電聚合苯胺膜經(jīng)輻射后，交聯(lián)度有很大提高，最高可以達到62.8％。聚苯胺膜的凝膠分數(shù)和交聯(lián)度隨著輻射劑量的增加存在一個極大值，而與輻射劑量率無關(guān)。輻射可以增強聚苯胺膜的防腐蝕性能。聚苯胺膜的防腐蝕性能與輻射的劑量和劑量率有關(guān)。在一定輻射劑量范圍內(nèi)，當(dāng)輻射劑量率一定時，膜的防腐蝕性能隨著輻射劑量的增加而提高；超過這一劑量范圍，膜的防腐蝕性能隨著輻射劑量的增加而降低。當(dāng)輻照劑量一定時，輻照劑量率越低，越有利于聚苯胺膜的防腐蝕。在較高輻射劑量和較低輻射劑量率下，其防腐蝕性能較未輻射的聚苯胺膜有很大提高，更接近鉻酸鹽鈍化處理工藝。
具體實施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的實施例具體敘述于后。
實施例一
先在電鍍鋅鋼板上電聚合苯胺膜，采用常規(guī)的電聚合法在0.5mol/L苯胺、1.0mol/L水楊酸鈉水溶液中用恒電流法聚合苯胺，電流密度為5mA/cm2，聚合時間為90s，溶液的PH＝6.5。最終形成聚苯胺膜。
用GJ-2高頻高壓電子加速器輻照。輻照劑量為3.5KGy/s，輻照時間150s，劑量為525KGy。經(jīng)測試，凝膠分數(shù)為23.2％。進行5％NaCl中性鹽霧試驗，可見到4小時后出現(xiàn)腐蝕點。作對比試驗，同條件下未輻射的聚苯胺膜4小時出現(xiàn)腐蝕點；鉻酸鹽鈍化膜在20小時后出現(xiàn)腐蝕點。
實施例二本實施例中，聚苯胺膜的制備與上述實施例1完全相同。
用GJ-2高頻高壓電子加速器輻照。輻照劑量率為3.5KGy/s，輻照時間200s，劑量為700KGy。經(jīng)測試，凝膠分數(shù)為36.6％。進行5％NaCl中性鹽霧試驗，6小時后出現(xiàn)腐蝕點。作對比試驗，同條件下未輻射的聚苯胺膜4小時出現(xiàn)腐蝕點；鉻酸鹽鈍化膜在20小時后出現(xiàn)腐蝕點。
實施例三本實施例中，聚苯胺膜的制備與上述實施例1完全相同。
用GJ-2高頻高壓電子加速器輻照。輻照劑量率為3.5KGy/s，輻照時間250s，劑量為875KGy。經(jīng)測試，凝膠分數(shù)為50.2％。進行5％NaCl中性鹽霧試驗，8小時后出現(xiàn)腐蝕點。作對比試驗，同條件下未輻射的聚苯胺膜4小時出現(xiàn)腐蝕點；鉻酸鹽鈍化膜在20小時后出現(xiàn)腐蝕點。
實施例四本實施例中，聚苯胺膜的制備與上述實施例1完全相同。
用GJ-2高頻高壓電子加速器輻照。輻照劑量率為3.5KGy/s，輻照時間300s，劑量為1050KGy。經(jīng)測試，凝膠分數(shù)為62.8％。進行5％NaCl中性鹽霧試驗，9小時后出現(xiàn)腐蝕點。作對比試驗，同條件下未輻射的聚苯胺膜4小時出現(xiàn)腐蝕點；鉻酸鹽鈍化膜在20小時后出現(xiàn)腐蝕點。
實施例五本實施例中，聚苯胺膜的制備與上述實施例1完全相同。
用GJ-2高頻高壓電子加速器輻照。輻照劑量率為1.75KGy/s，輻照時間600s，劑量為1050KGy。經(jīng)測試，凝膠分數(shù)為62.8％。進行5％NaCl中性鹽霧試驗，12小時后出現(xiàn)腐蝕點。作對比試驗，同條件下未輻射的聚苯胺膜4小時出現(xiàn)腐蝕點，鉻酸鹽鈍化膜在20小時后出現(xiàn)腐蝕點。
實施例六本實施例中，聚苯胺膜的制備與上述實施例1完全相同。
用GJ-2高頻高壓電子加速器輻照。輻照劑量率為7.0KGy/s，輻照時間150s，劑量為1050KGy。經(jīng)測試，凝膠分數(shù)為62.8％。進行5％NaCl中性鹽霧試驗，2小時后出現(xiàn)腐蝕點。作對比試驗，同條件下未輻射的聚苯胺膜4小時出現(xiàn)腐蝕點；鉻酸鹽鈍化膜在20小時后出現(xiàn)腐蝕點。
實施例七本實施例中，聚苯胺膜的制備與上述實施例1完全相同。
采用鈷源γ60輻照，試樣距鈷源2cm，輻照時間為45h.輻照計量為1050KGy。經(jīng)測試，凝膠分數(shù)為16.5％。進行5％NaCl中性鹽霧試驗，7小時后出現(xiàn)腐蝕點。作對比試驗，同條件下未輻射的聚苯胺膜4小時出現(xiàn)腐蝕點；鉻酸鹽鈍化膜在20小時后出現(xiàn)腐蝕點。
權(quán)利要求
1.一種提高鍍鋅鋼板上電聚合苯胺膜防腐蝕性能的方法，先采用電化學(xué)的方法，以水為介質(zhì)，在中性條件下，一步電聚合制備聚苯胺膜，其特征是在制備而得的聚苯胺膜上再用輻射的方法來提高聚苯胺的防腐蝕性能。聚苯胺膜輻射方法有下述兩種方式a.采用GJ-2高頻高壓電子加速器輻射(1)、輻照劑量率為3.5KGy/s，時間為200s.(2)、輻照劑量率為3.5KGy/s，時間為250s.(3)、輻照劑量率為3.5KGy/s，時間為300s。(4)、輻照劑量率為1.75KGy/s，時間為600s。(5)、輻照劑量率為7.0KGy/s，時間為150s。b.用鈷源γ60輻射距鈷源距離為2cm，輻照時間為45h.
全文摘要
本發(fā)明涉及提高電鍍鋅鋼板上電聚合苯胺膜防腐蝕性能的方法，先采用電化學(xué)的方法一步電聚合制備聚苯胺膜，隨后再用輻射方法來提高聚苯胺的防腐蝕性能。屬輻射化學(xué)工藝處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的特征是在電鍍鋅鋼板上電聚合苯胺膜，再用高頻高壓電子加速器對其進行輻射，增大聚苯胺膜的交聯(lián)度及膜與基底金屬的結(jié)合力，以提高其防腐蝕的性能。克服了未輻照聚苯胺膜交聯(lián)度低，易溶于有機溶劑的缺點。采用輻照方法可對電鍍鋅鋼板上的聚苯胺膜的耐腐蝕性有很大提高。該方法具有節(jié)能，無環(huán)境污染等優(yōu)點。
文檔編號C25D13/04GK1680633SQ20051002357
公開日2005年10月12日 申請日期2005年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月26日
發(fā)明者印仁和, 王慧娟, 趙亞萍 申請人:上海大學(xué)