CN104356858A - 一种环氧树脂类涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环氧树脂类涂料及其制备方法,本发明制备的环氧树脂类涂料,具有比市面产品更好的韧性、弹性、防腐效果、耐候性,具有更高的耐温性、更好的流动性以及阻燃性,且无毒、低碳和环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法,具体的说,一种环氧树脂类涂料及其制备方法。
背景技术
环氧树脂涂料,是以环氧树脂漆为主要成膜物质的涂料。附着力强,耐化学品性、防腐性、耐水性、热稳定性和电绝缘性优良,广泛用于建筑、化工、汽车、舰船、电气绝缘等方面。
环氧树脂本身为热塑性的线型结构,受热后固态树脂可以软化、融化,变成粘稠态或液态;液态环氧树脂受热后粘度降低;只有加入固化剂固化后,环氧树脂才能得到实用。一个完整概念的环氧树脂组成体系应该由四个方面成分组成:1、树脂成分(环氧树脂和固化剂),2、改性成分(增塑剂、增韧剂和填充剂),3、调节流动性成分,4、其他成分。在实际应用时,不一定四个方面的成分都要同时具备,但树脂成分中的固化剂确是必不可少,可见固化剂的重要。环氧树脂所以能取得广泛应用,就是因为这些成分多种配合的结果。尤其是固化剂,一旦环氧树脂确定之后,固化剂对环氧树脂组成物的工艺性和固化产物(产品)的性能起决定性作用。
依据不同标准,可将固化剂进行不同的分类:1)按使用方法分:显在型固化剂、潜伏型固化剂;2)按固化反应机理分:反应型固化剂、催化型固化剂;3)按固化温度分:低温固化剂、室温固化剂、中温固化剂、高温固化剂;4)按固化物的结构分:胺类固化剂、有机酸酐类固化剂、咪唑类固化剂;5)按固化剂的溶解介质分:水性固化剂和油性固化剂。
随着社会的发展人们环保意识的不断增加,以水为溶剂或分散介质的环氧树脂水性化愈来愈受到重视,水性化改性的环氧树脂不仅兼有溶剂型环氧树脂的优点,而且VOC(挥发性有机化合物)含量低,施工性好,清洗方便,储运使用安全,价格低廉,因而成为环氧树脂应用的发展方向之一
但现有的水性环氧树脂涂料,防腐效果普遍不佳,而且涂料整体强度低,耐候性差,综合性能偏低。
发明内容
为解决以上技术问题,本发明的目的在于提供一种让超韧、弹性好、防腐效果佳、耐候性好的环氧树脂类涂料及其制备方法。
本发明目的是这样实现的:
一种环氧树脂类涂料,包括A、B、C三种复合组份,其中A种复合组份包括:
重量份1的改性双酚A环氧树脂、重量份为0.1-0.2的双酚F环氧树脂、重量份为0.04-0.1的二乙二醇二缩水甘油醚、重量份为0.1-0.3的丙酮、重量份为0.2-0.4的硅灰石粉、重量份为0.2-0.4的绢云母粉、重量份为0.2-0.3的氧化铝粉、重量份为0.002-0.005的炭黑、重量份为0.01-0.1的焦磷酸钠、重量份为0.001-0.01的聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷和重量份为0.1-0.3的有纳米碳化硅;
B种复合组份包括:
重量份为1的环氧树脂固化剂和重量份为0.05-0.1的硫醇胺类固化剂。
C中复合组份包括:
重量份为0.2-0.4的邻苯二甲酸二己酯、重量份为0.4-0.5的六异丙氧基环三磷腈、重量份为0.05-0.1的2-甲基咪唑。
进一步的,所述涂料包括:重量份为1的所述A种复合组份、重量份为0.2-0.4的所述B种复合组份和0.1-0.15重量份的C组份。
进一步的,其中所述环氧树脂固化剂的具体组份如下:
三乙烯四胺20-40份、酚醛环氧树脂25-35份、中和剂10-14份,芳香多胺20-30份。
为实现上述目的,本发明还提供了一种上述环氧树脂类涂料的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)将改性双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、二乙二醇二缩水甘油醚和丙酮混合,得到第一混合液。
(2)将焦磷酸钠和聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷添加到所述第一混合液中得到第二混合液,搅拌所述第二混合液。
(3)在搅拌过程中,向所述第二混合液中加入硅灰石粉、绢云母粉、氧化铝粉、炭黑和纳米碳化硅得到第三混合液,高速搅拌所述第三混合液0.5h后,研磨所述第三混合液0.5-1h,制成所述A种复合组份。
(4)将重量份为1的环氧树脂固化剂和重量份为0.05-0.1的硫醇胺类固化剂混合均匀得到B种复合组份
(5)将重量份为0.2-0.4的邻苯二甲酸二己酯、重量份为0.4-0.5的六异丙氧基环三磷腈、重量份为0.05-0.1的2-甲基咪唑混合均匀得到C种复合组份
(6)将重量份为1的所述A种复合组份、重量份为0.2-0.4的所述B种复合组份和0.1-0.15重量份的C种复合组份混合均匀,得到所述涂料。
进一步的,所述环氧树脂固化剂的制备方法如下:
首先在温度60-90℃下用三乙烯四胺将酚醛环氧树脂开环10-50%,反应时间2-4h,然后再进行改性环氧树脂与芳香多胺的加成反应:中和剂与芳香多胺滴定温度50-65℃,芳香多胺/环氧基(重量份比)=1:1-1:3,反应温度50-90℃,反应时间2-3h;最后将得到的有机溶液在转速2000-3500rpm的高速搅拌下进行相反转,最终得到平均粒径为80-150nm的稳定乳液。
进一步的,在步骤(1)中,搅拌速度为1200-1500转/分。
进一步的,在步骤(3)中,先将硅灰石粉、绢云母粉、氧化铝粉、炭黑和纳米碳化硅混合,1000℃下煅烧3-4小时,出料冷却后,充分研磨,再加入第二混合液中,得到第三混合液。
有益效果:
本发明的环氧树脂类涂料,具有比市面产品更好的韧性、弹性、防腐效果、耐候性,更高的耐温性、更好的流动性以及阻燃性,且无毒、低碳和环保。
具体实施方式
实施例一
配料
其中A种复合组份包括:
重量份1的改性双酚A环氧树脂、重量份为0.1的双酚F环氧树脂、重量份为0.04的二乙二醇二缩水甘油醚、重量份为0.1的丙酮、重量份为0.2的硅灰石粉、重量份为0.2的绢云母粉、重量份为0.2的氧化铝粉、重量份为0.002的炭黑、重量份为0.01的焦磷酸钠、重量份为0.001的聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷和重量份为0.1的有纳米碳化硅;
B种复合组份包括:
重量份为1的环氧树脂固化剂和重量份为0.05的硫醇胺类固化剂。
中所述环氧树脂固化剂的具体组份如下:
三乙烯四胺20、酚醛环氧树脂25份、中和剂10份,芳香多胺20份。
C中复合组份包括:
重量份为0.2的邻苯二甲酸二己酯、重量份为0.4的六异丙氧基环三磷腈、重量份为0.05的2-甲基咪唑。
本实施例的涂料共包括:重量份为1的所述A种复合组份、重量份为0.2的所述B种复合组份和0.1重量份的C组份。
制备环氧树脂固化剂
首先在温度60℃下用三乙烯四胺将酚醛环氧树脂开环10%,反应时间2h,然后再进行改性环氧树脂与芳香多胺的加成反应:中和剂与芳香多胺滴定温度50℃,芳香多胺/环氧基(重量份比)=1:1,反应温度50℃,反应时间2h;最后将得到的有机溶液在转速2000rpm的高速搅拌下进行相反转,最终得到平均粒径为80nm-150nm的稳定乳液。
制备A种复合组份
将改性双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、二乙二醇二缩水甘油醚和丙酮混合,得到第一混合液。
将焦磷酸钠和聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷添加到所述第一混合液中得到第二混合液,搅拌所述第二混合液。
将硅灰石粉、绢云母粉、氧化铝粉、炭黑和纳米碳化硅混合,1000℃下煅烧3小时,出料冷却后,充分研磨,再在搅拌过程加入第二混合液中,得到第三混合液,高速搅拌所述第三混合液0.5h后,研磨所述第三混合液0.5h,制成所述A种复合组份。
制备B种复合组份
将重量份为1的环氧树脂固化剂和重量份为0.05的硫醇胺类固化剂混合均匀得到B种复合组份
将重量份为0.2的邻苯二甲酸二己酯、重量份为0.4的六异丙氧基环三磷腈、重量份为0.05的2-甲基咪唑混合均匀得到C种复合组份
制备涂料
将重量份为1的所述A种复合组份、重量份为0.2的所述B种复合组份和0.1重量份的C种复合组份混合均匀,得到所述涂料。
实施例二
配料
其中A种复合组份包括:
重量份1的改性双酚A环氧树脂、重量份为0.2的双酚F环氧树脂、重量份为0.1的二乙二醇二缩水甘油醚、重量份为0.3的丙酮、重量份为0.4的硅灰石粉、重量份为0.4的绢云母粉、重量份为0.3的氧化铝粉、重量份为0.005的炭黑、重量份为0.1的焦磷酸钠、重量份为0.01的聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷和重量份为0.3的有纳米碳化硅;
B种复合组份包括:
重量份为1的环氧树脂固化剂和重量份为0.1的硫醇胺类固化剂。
中所述环氧树脂固化剂的具体组份如下:
三乙烯四胺40份、酚醛环氧树脂35份、中和剂14份,芳香多胺30份。
C中复合组份包括:
重量份为0.4的邻苯二甲酸二己酯、重量份为0.5的六异丙氧基环三磷腈、重量份为0.1的2-甲基咪唑。
本实施例的涂料共包括:重量份为1的所述A种复合组份、重量份为0.4的所述B种复合组份和0.15重量份的C组份。
制备环氧树脂固化剂
首先在温度90℃下用三乙烯四胺将酚醛环氧树脂开环50%,反应时间4h,然后再进行改性环氧树脂与芳香多胺的加成反应:中和剂与芳香多胺滴定温度65℃,芳香多胺/环氧基(重量份比)=1:3,反应温度90℃,反应时间3h;最后将得到的有机溶液在转速3500rpm的高速搅拌下进行相反转,最终得到平均粒径为80-150nm的稳定乳液。
制备A种复合组份
将改性双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、二乙二醇二缩水甘油醚和丙酮混合,得到第一混合液。
将焦磷酸钠和聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷添加到所述第一混合液中得到第二混合液,搅拌所述第二混合液。
将硅灰石粉、绢云母粉、氧化铝粉、炭黑和纳米碳化硅混合,1000℃下煅烧4小时,出料冷却后,充分研磨,再在搅拌过程加入第二混合液中,得到第三混合液,高速搅拌所述第三混合液0.5h后,研磨所述第三混合液1h,制成所述A种复合组份。
制备B种复合组份
将重量份为1的环氧树脂固化剂和重量份为0.1的硫醇胺类固化剂混合均匀得到B种复合组份
将重量份为0.4的邻苯二甲酸二己酯、重量份为0.5的六异丙氧基环三磷腈、重量份为0.1的2-甲基咪唑混合均匀得到C种复合组份
制备涂料
将重量份为1的所述A种复合组份、重量份为0.4的所述B种复合组份和0.15重量份的C种复合组份混合均匀,得到所述涂料。
比较例
比较例为一种现有技术中公开的水性环氧树脂涂料(详见CN104017469A),包括甲组份及乙组份,其中:
甲组份包括如下重量百分比的原料:
乙组份包括如下重量百分比的原料:
其中,甲组份中的双酚低分子量液体环氧树脂为E51环氧树脂;甲组份中的活性稀释剂为环氧丙烷丁基醚660型,甲组份中的分散剂A为改性聚丙烯酸酯类润湿分散剂。组份中的消泡剂A为通用型强力消泡剂。甲组份中的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)。甲组份中的所述无机鳞片状填料为绢云母。甲组份中的体质颜填料为滑石粉、沉淀硫酸钡混合物。
乙组份中中的改性水性胺类固化剂为酰胺化的多胺。乙组份中的分散剂B为通用水性分散剂。乙组份中的流平剂可以采用常用的改性聚丙烯酸酯类。
将甲组份和乙组份按照重量比1:0.5的比例混合,搅拌均匀得到比较例的涂料。
将实施例一、二得到的涂料产品与比较例的涂料产品,进行测试,其主要性能参数比较见下表。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种环氧树脂类涂料,包括A、B、C三种复合组份,其特征在于:
其中A种复合组份包括:
重量份1的改性双酚A环氧树脂、重量份为0.1-0.2的双酚F环氧树脂、重量份为0.04-0.1的二乙二醇二缩水甘油醚、重量份为0.1-0.3的丙酮、重量份为0.2-0.4的硅灰石粉、重量份为0.2-0.4的绢云母粉、重量份为0.2-0.3的氧化铝粉、重量份为0.002-0.005的炭黑、重量份为0.01-0.1的焦磷酸钠、重量份为0.001-0.01的聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷和重量份为0.1-0.3的有纳米碳化硅;
B种复合组份包括:
重量份为1的环氧树脂固化剂和重量份为0.05-0.1的硫醇胺类固化剂。
C中复合组份包括:
重量份为0.2-0.4的邻苯二甲酸二己酯、重量份为0.4-0.5的六异丙氧基环三磷腈、重量份为0.05-0.1的2-甲基咪唑。
2.如权利要求1所述的涂料,其特征在于,所述涂料包括:重量份为1的所述A种复合组份、重量份为0.2-0.4的所述B种复合组份和0.1-0.15重量份的C组份。
3.如权利要求1或2所述的涂料,其特征在于,其中所述环氧树脂固化剂的具体组份如下:
三乙烯四胺20-40份、酚醛环氧树脂25-35份、中和剂10-14份,芳香多胺20-30份。
4.一种如上述1-3任一权利要求所述的环氧树脂类涂料的制备方法,该方法包括如下步骤:
(1)将改性双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、二乙二醇二缩水甘油醚和丙酮混合,得到第一混合液;
(2)将焦磷酸钠和聚醚改性聚甲基烷基硅氧烷添加到所述第一混合液中得到第二混合液,搅拌所述第二混合液;
(3)在搅拌过程中,向所述第二混合液中加入硅灰石粉、绢云母粉、氧化铝粉、炭黑和纳米碳化硅得到第三混合液,高速搅拌所述第三混合液0.5h后,研磨所述第三混合液0.5-1h,制成所述A种复合组份;
(4)将重量份为1的环氧树脂固化剂和重量份为0.05-0.1的硫醇胺类固化剂混合均匀得到B种复合组份;
(5)将重量份为0.2-0.4的邻苯二甲酸二己酯、重量份为0.4-0.5的六异丙氧基环三磷腈、重量份为0.05-0.1的2-甲基咪唑混合均匀得到C种复合组份;
(6)将重量份为1的所述A种复合组份、重量份为0.2-0.4的所述B种复合组份和0.1-0.15重量份的C种复合组份混合均匀,得到所述涂料。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述环氧树脂固化剂的制备方法如下:
首先在温度60-90℃下用三乙烯四胺将酚醛环氧树脂开环10-50%,反应时间2-4h,然后再进行改性环氧树脂与芳香多胺的加成反应:中和剂与芳香多胺滴定温度50-65℃,芳香多胺/环氧基(重量份比)=1:1-1:3,反应温度50-90℃,反应时间2-3h;最后将得到的有机溶液在转速2000-3500rpm的高速搅拌下进行相反转,最终得到平均粒径为80-150nm的稳定乳液。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,搅拌速度为1200-1500转/分。
7.如权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,在步骤(3)中,先将硅灰石粉、绢云母粉、氧化铝粉、炭黑和纳米碳化硅混合,1000℃下煅烧3-4小时,出料冷却后,充分研磨,再加入第二混合液中,得到第三混合液。
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