CN104327671A - 一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料 - Google Patents

一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：NPPN-631环氧树脂55-58份，聚酯胺树脂26-29份，磷酸三甲苯酯12-16份，丙三醇6-10份，腐蚀抑制剂2-5份，分散剂1.1-1.5份，固化剂1.4-1.7份，成膜助剂2.2-2.5份，改性碳纳米管20-23份，三聚磷酸铝5-8份，硅灰石粉6-9份，纳米二氧化硅11-13份，颜料7-10份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1-1.5份。本发明韧性高、附着力好且防腐性能优异。

Description

一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料
技术领域
本发明涉及改性环氧涂料技术领域，尤其涉及一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料。
背景技术
随着经济社会的飞速发展，金属材料的使用越来越广泛，金属、金属构件的腐蚀问题已经越来越多地影响到人们日常安全生产生活，给人类社会造成了巨大损失。为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多防护措施，但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护，在各种防腐技术中，涂料的防腐技术应用最广泛，涂料防腐以其施工简便、经济适用、不受设备面积、形状的约束等特点而被广泛的应用。在众多涂料品种中环氧树脂在防腐涂料中占据重要地位，是被广泛作为金属防腐用的一种涂层材料，具有优异的粘结力和耐水性能，其产量日增，新品种相继出现，是极有发展前途的涂料品种，通过添加不同的填料和调整固化剂的品种，可以制成性能各异的环氧树脂涂料，适用于不同场合的需要，达到良好的保护效果。目前金属涂料技术存在耐腐蚀时效短、抗冲击性能弱、耐磨性能差等问题限制了其快速发展，为了提高环氧系涂料的性能，堆砌进行改性具有重要的科学意义和商业价值。
发明内容
基本背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，韧性高、附着力好且防腐性能优异。
本发明提出的一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：NPPN-631 环氧树脂55-58份，聚酯胺树脂26-29份，磷酸三甲苯酯12-16份，丙三醇6-10份，腐蚀抑制剂2-5份，分散剂1.1-1.5份，固化剂1.4-1.7份，成膜助剂2.2-2.5份，改性碳纳米管20-23份，三聚磷酸铝5-8份，硅灰石粉6-9份，纳米二氧化硅11-13 份，颜料7-10份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1-1.5份；
改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1-4份碳纳米管和15-20份浓度为45-50wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间4-6h，第一次超声分散的频率为30-35KHz，第一次超声分散的功率为1000-1200W，调节pH值为6.8-7.2后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、20-25份浓度为96-98wt%硫酸溶液加入第一反应容器，搅拌20-24h，搅拌速度为50-60rpm，再加入10-13份浓度为23-26wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0.5-1h，第二次超声分散的频率为52-57KHz，第二次超声分散的功率为1200-1400W，调节pH值为6.9-7.0后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、2-5份正丁胺、30-35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散5-8h，第三次超声分散的频率为115-130KHz，第三次超声分散的功率为1300-1500W，再陈化2-3.5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
优选地，NPPN-631 环氧树脂的环氧当量为170-175g/eq。
优选地，NPPN-631 环氧树脂、聚酯胺树脂、磷酸三甲苯酯的重量比为56-57：27-28：14-15。
优选地，其原料按重量份包括：NPPN-631 环氧树脂55-58份，聚酯胺树脂26-29份，磷酸三甲苯酯12-16份，丙三醇6-10份，腐蚀抑制剂2-5份，分散剂1.1-1.5份，固化剂1.4-1.7份，成膜助剂2.2-2.5份，改性碳纳米管20-23份，三聚磷酸铝5-8份，硅灰石粉6-9份，纳米二氧化硅11-13 份，颜料7-10份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1-1.5份。
优选地，改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1-4份碳纳米管和15-20份浓度为45-50wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间4-6h，第一次超声分散的频率为30-35KHz，第一次超声分散的功率为1000-1200W，调节pH值为6.8-7.2后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、20-25份浓度为96-98wt%硫酸溶液加入第一反应容器，搅拌20-24h，搅拌速度为50-60rpm，再加入10-13份浓度为23-26wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0.5-1h，第二次超声分散的频率为52-57KHz，第二次超声分散的功率为1200-1400W，调节pH值为6.9-7.0后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、2-5份正丁胺、30-35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散5-8h，第三次超声分散的频率为115-130KHz，第三次超声分散的功率为1300-1500W，再陈化2-3.5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
本发明以NPPN-631 环氧树脂、聚酯胺树脂、磷酸三甲苯酯混合作为主料，使本发明具备良好的韧性、附着力和优异的防腐性能，选用环氧当量为170-175g/eq的NPPN-631 环氧树脂，环氧基含量高，从而在交联固化反应时，环氧基的打开交联使本发明具有极高的韧性和附着力；而改性碳纳米管、三聚磷酸铝、硅灰石粉、纳米二氧化硅的添加，则进一步提高了本发明的韧性、附着力，其中，改性碳纳米管是由正丁胺改性制成的，碳纳米管是一种性能优异的纳米材料，既具有碳纤维的固有性质，又具有纺织纤维的柔软可编性以及高分子材料的易加工性，由于其表面含有多个非配对原子，经过改性修饰后，应用范围更为广泛，当采用正丁胺对碳纳米管改性修饰时，正丁胺表面带有的氨基活性官能基团能与碳纳米管形成酰胺键，从而被牢固地接枝到碳纳米管表面，改变了碳纳米管的在主料中的界面能，降低了碳纳米管的有序度，使得碳纳米管更易于高度分散、深度嵌入主料之中，极大地提高了本发明的韧性，同时氨基活性官能基团能够能与主料发生反应，使两者牢固的结合在一起形成界面，当本发明受到冲击、剥离等作用力时，主料上的负载能够通过界面转移到碳纳米管上，从而吸收更多的作用力，提高了本发明的附着力，避免本发明的剥落，而二氧化硅同时也能够起到增稠触变和防沉降作用使得填料和其他的助剂能在主料中均匀分散开,不出现沉淀现象；单烷氧基型钛酸酯偶联剂作为偶联剂的添加，一方面使上述添加的改性碳纳米管、三聚磷酸铝、硅灰石粉、纳米二氧化硅均匀地分散在主料中，另一方面，单烷氧基型钛酸酯偶联剂的一端能够与金属表面的羟基反应，另一端能与环氧树脂中的环氧基发生反应，从而在金属表面和本发明之间构成牢固的共价键，从而大大提高了本发明的附着力；以腐蚀抑制剂、三聚磷酸铝构成的防腐体系，能够大大提高本发明的防腐能力，其中三聚磷酸铝中的三聚磷酸根离子能与各种金属离子有更强的螯合力，在被涂物表面形成卓越的钝化膜，对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：NPPN-631 环氧树脂58份，聚酯胺树脂26份，磷酸三甲苯酯16份，丙三醇6份，腐蚀抑制剂5份，分散剂1.1份，固化剂1.7份，成膜助剂2.2份，改性碳纳米管23份，三聚磷酸铝5份，硅灰石粉9份，纳米二氧化硅11份，颜料10份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1份； NPPN-631 环氧树脂的环氧当量为175g/eq；
改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1份碳纳米管和20份浓度为45wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间6h，第一次超声分散的频率为30KHz，第一次超声分散的功率为1200W，调节pH值为6.8后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、25份浓度为96wt%硫酸溶液加入第一反应容器，搅拌24h，搅拌速度为50rpm，再加入13份浓度为23wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为1h，第二次超声分散的频率为52KHz，第二次超声分散的功率为1400W，调节pH值为6.9后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、5份正丁胺、30份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散8h，第三次超声分散的频率为115KHz，第三次超声分散的功率为1500W，再陈化2h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
实施例2
本发明提出的一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：NPPN-631 环氧树脂55份，聚酯胺树脂29份，磷酸三甲苯酯12份，丙三醇10份，腐蚀抑制剂2份，分散剂1.5份，固化剂1.4份，成膜助剂2.5份，改性碳纳米管20份，三聚磷酸铝8份，硅灰石粉6份，纳米二氧化硅13 份，颜料7份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.5份； NPPN-631 环氧树脂的环氧当量为170g/eq；
改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将4份碳纳米管和15份浓度为50wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间4h，第一次超声分散的频率为35KHz，第一次超声分散的功率为1000W，调节pH值为7.2后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、20份浓度为98wt%硫酸溶液加入第一反应容器，搅拌20h，搅拌速度为60rpm，再加入10份浓度为26wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0.5h，第二次超声分散的频率为57KHz，第二次超声分散的功率为1200W，调节pH值为7.0后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、2份正丁胺、35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散5h，第三次超声分散的频率为130KHz，第三次超声分散的功率为1300W，再陈化3.5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
实施例3
本发明提出的一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：NPPN-631 环氧树脂58份，聚酯胺树脂26份，磷酸三甲苯酯16份，丙三醇6份，腐蚀抑制剂5份，分散剂1.1份，固化剂1.7份，成膜助剂2.2份，改性碳纳米管23份，三聚磷酸铝5份，硅灰石粉9份，纳米二氧化硅11 份，颜料10份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1份；NPPN-631 环氧树脂的环氧当量为174g/eq；
改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1份碳纳米管和20份浓度为45wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间6h，第一次超声分散的频率为30KHz，第一次超声分散的功率为1200W，调节pH值为6.8后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、25份浓度为96wt%硫酸溶液加入第一反应容器，搅拌24h，搅拌速度为50rpm，再加入13份浓度为23wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为1h，第二次超声分散的频率为52KHz，第二次超声分散的功率为1400W，调节pH值为6.9后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、5份正丁胺、30份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散8h，第三次超声分散的频率为115KHz，第三次超声分散的功率为1500W，再陈化2h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
实施例4
本发明提出的一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：NPPN-631 环氧树脂55份，聚酯胺树脂29份，磷酸三甲苯酯12份，丙三醇10份，腐蚀抑制剂2份，分散剂1.5份，固化剂1.4份，成膜助剂2.5份，改性碳纳米管20份，三聚磷酸铝8份，硅灰石粉6份，纳米二氧化硅13 份，颜料7份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.5份；NPPN-631 环氧树脂的环氧当量为172g/eq；
改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将4份碳纳米管和15份浓度为50wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间4h，第一次超声分散的频率为35KHz，第一次超声分散的功率为1000W，调节pH值为7.2后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、20份浓度为98wt%硫酸溶液加入第一反应容器，搅拌20h，搅拌速度为60rpm，再加入10份浓度为26wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0.5h，第二次超声分散的频率为57KHz，第二次超声分散的功率为1200W，调节pH值为7.0后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、2份正丁胺、35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散5h，第三次超声分散的频率为130KHz，第三次超声分散的功率为1300W，再陈化3.5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：NPPN-631 环氧树脂55-58份，聚酯胺树脂26-29份，磷酸三甲苯酯12-16份，丙三醇6-10份，腐蚀抑制剂2-5份，分散剂1.1-1.5份，固化剂1.4-1.7份，成膜助剂2.2-2.5份，改性碳纳米管20-23份，三聚磷酸铝5-8份，硅灰石粉6-9份，纳米二氧化硅11-13 份，颜料7-10份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1-1.5份；
改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1-4份碳纳米管和15-20份浓度为45-50wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间4-6h，第一次超声分散的频率为30-35KHz，第一次超声分散的功率为1000-1200W，调节pH值为6.8-7.2后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、20-25份浓度为96-98wt%硫酸溶液加入第一反应容器，搅拌20-24h，搅拌速度为50-60rpm，再加入10-13份浓度为23-26wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0.5-1h，第二次超声分散的频率为52-57KHz，第二次超声分散的功率为1200-1400W，调节pH值为6.9-7.0后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、2-5份正丁胺、30-35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散5-8h，第三次超声分散的频率为115-130KHz，第三次超声分散的功率为1300-1500W，再陈化2-3.5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
2.根据权利要求1所述高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其特征在于，NPPN-631 环氧树脂的环氧当量为170-175g/eq。
3.根据权利要求1或2所述高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其特征在于，NPPN-631 环氧树脂、聚酯胺树脂、磷酸三甲苯酯的重量比为56-57：27-28：14-15。
4.根据权利要求1-3任一项所述高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：NPPN-631 环氧树脂55-58份，聚酯胺树脂26-29份，磷酸三甲苯酯12-16份，丙三醇6-10份，腐蚀抑制剂3-4份，分散剂1.1-1.5份，固化剂1.4-1.7份，成膜助剂2.2-2.5份，改性碳纳米管20-23份，三聚磷酸铝5-8份，硅灰石粉6-9份，纳米二氧化硅11-13 份，颜料7-10份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.1-1.5份。
5.根据权利要求1-4任一项所述高韧性高附着力防腐改性环氧树脂涂料，其特征在于，改性碳纳米管的制备过程中，按重量份将1-4份碳纳米管和15-20份浓度为45-50wt%的氢氧化钾溶液混合均匀进行第一次超声分散，第一次超声分散的时间4-6h，第一次超声分散的频率为30-35KHz，第一次超声分散的功率为1000-1200W，调节pH值为6.8-7.2后，抽滤、干燥得到物料A，将物料A、20-25份浓度为96-98wt%硫酸溶液加入第一反应容器，搅拌20-24h，搅拌速度为50-60rpm，再加入10-13份浓度为23-26wt%的盐酸进行第二次超声分散，第二次超声分散的时间为0.5-1h，第二次超声分散的频率为52-57KHz，第二次超声分散的功率为1200-1400W，调节pH值为6.9-7.0后，抽滤、干燥得到物料B，将物料B、2-5份正丁胺、30-35份四氢呋喃加入第二反应容器进行第三次超声分散，第三次超声分散5-8h，第三次超声分散的频率为115-130KHz，第三次超声分散的功率为1300-1500W，再陈化2-3.5h，抽滤、干燥得到改性碳纳米管。
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