CN104610845A - 一种改性环氧树脂防腐蚀涂料 - Google Patents

一种改性环氧树脂防腐蚀涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性环氧树脂防腐蚀涂料，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂40-55份、聚苯乙烯橡胶3-10份、云母粉5-18份、石英粉6-15份、纳米氧化铁3-12份、锌粉3-10份、陶瓷微粉5-16份、二硫化钼2-6份、聚四氟乙烯2-5份、氨基硅烷偶联剂3-5.8份、成膜助剂3-5份、活性稀释剂3-7份、消泡剂0.3-0.7份、流平剂0.3-0.6份、去离子水20-35份、固化剂0.6-1.5份。本发明所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其与基材的附着力强，防腐蚀性能好，并且抗冲击强度和耐候性优异。

Description

一种改性环氧树脂防腐蚀涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种改性环氧树脂防腐蚀涂料。
背景技术
腐蚀问题会造成大量的资源和能源浪费，污染环境，更严重的会带来人身伤亡等，随着技术的进步和腐蚀问题的多样化，人们对防腐涂料的品种和性能也提出了更多的要求。
防腐蚀涂料种类较多，环氧树脂固化物由于具有力学性能好、化学稳定性好、电绝缘性好、收缩率低、耐热性好、强度高、易于加工成型和对基材黏附性能好的特点，已被广泛应用于涂料领域中，但是环氧树脂固化物其耐冲击、抗剥离和耐振动疲劳等性能较差，限制了其应用，现有的环氧树脂防腐蚀涂料其防腐蚀性能和抗冲击性能不是很理想，需要进行改性。
发明内容
本发明提出了一种改性环氧树脂防腐蚀涂料，其与基材的附着力强，防腐蚀性能好，并且抗冲击强度和耐候性优异。
本发明提出了一种改性环氧树脂防腐蚀涂料，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂40-55份、聚苯乙烯橡胶3-10份、云母粉5-18份、石英粉6-15份、纳米氧化铁3-12份、锌粉3-10份、陶瓷微粉5-16份、二硫化钼2-6份、聚四氟乙烯2-5份、氨基硅烷偶联剂3-5.8份、成膜助剂3-5份、活性稀释剂3-7份、消泡剂0.3-0.7份、流平剂0.3-0.6份、去离子水20-35份、固化剂0.6-1.5份；其中，所述改性环氧树脂是将端羟基丁苯橡胶加入到甲苯二异氰酸酯反应得到中间体，再将环氧树脂加入到中间体中反应得到所述改性环氧树脂。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂49-51份、聚苯乙烯橡胶6-7.2份、云母粉10-13份、石英粉9-11份、纳米氧化铁8-9.3份、锌粉4-7份、陶瓷微粉9-10.8份、二硫化钼3-4.3份、聚四氟乙烯3.6-4.2份、氨基硅烷偶联剂4.2-5.0份、成膜助剂3.8-4.2份、活性稀释剂5-6.2份、消泡剂0.46-0.53份、流平剂0.5-0.55份、去离子水27-30份、固化剂0.9-1.2份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂50份、聚苯乙烯橡胶6.3份、云母粉12份、石英粉10份、纳米氧化铁9.2份、锌粉5份、陶瓷微粉9.5份、二硫化钼3.4份、聚四氟乙烯3.9份、氨基硅烷偶联剂4.7份、成膜助剂4份、活性稀释剂5.6份、消泡剂0.5份、流平剂0.52份、去离子水29份、固化剂1份。
优选地，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：将端羟基丁苯橡胶搅拌升温至112-120℃，进行真空脱气后降温至室温，加入甲苯二异氰酸酯，升温至85-105℃，搅拌反应4-6h，真空脱气后降温至室温得到中间体；将环氧树脂加热至110-120℃，抽真空后降温至60-75℃，加入得到的中间体，升温至100-120℃，搅拌反应3-6h，降温后得到所述改性环氧树脂。
优选地，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将50-70份端羟基丁苯橡胶搅拌升温至115-118℃，进行真空脱气20-35min后降温至室温，加入80-100份甲苯二异氰酸酯，升温至90-100℃，搅拌反应4.5-5.2h，真空脱气15-30min后降温至室温，得到中间体；将80-100份环氧树脂加热至113-115℃，抽真空后降温至67-70℃，加入得到的中间体，升温至109-114℃，搅拌反应4.5-5.3h，降温后得到所述改性环氧树脂。
优选地，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将65份端羟基丁苯橡胶搅拌升温至116℃，进行真空脱气27min后降温至室温，加入90份甲苯二异氰酸酯，升温至96℃，搅拌反应4.8h，真空脱气20min后降温至室温，得到中间体；将95份环氧树脂加热至114℃，抽真空后降温至69℃，加入得到的中间体，升温至112℃，搅拌反应5h，降温后得到所述改性环氧树脂。
优选地，所述氨基硅烷偶联剂为苯胺甲基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或者多种的组合。
优选地，所述成膜助剂为丙二醇醚、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、丙二醇、二甘醇丁醚中的一种或者多种的组合。
优选地，所述活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三乙醇胺中的一种或者两种的组合。
优选地，所述固化剂为多胺类固化剂；所述多胺类固化剂为三乙胺、二亚乙基三胺、间苯二甲胺、四乙烯五胺、聚酰胺中的一种或者多种的组合。
本发明中，选择了改性环氧树脂为主要成膜物质，在改性环氧树脂的制备过程中，端羟基丁苯橡胶中的端羟基与甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基发生了反应，生成的中间体中含有聚氨酯结构，且含有活性的异氰酸酯基，活性的异氰酸酯基与环氧树脂中的羟基进一步发生了反应，得到的改性环氧树脂将端羟基丁苯橡胶化学键合接枝到了环氧树脂中，作为成膜物质添加到涂料中，在成膜助剂的辅助下，形成了互穿网络结构，与聚苯乙烯橡胶配合，赋予了涂料良好的韧性、高的力学性能和剥离强度；添加的云母粉、石英粉、纳米氧化铁、锌粉、陶瓷微粉、二硫化钼配合作为颜填料，同时起到迷宫效应和阴极保护的作用，赋予涂层高的防腐蚀性，同时进一步提高了涂料的机械强度、硬度和耐磨性，降低了涂料的吸水性和收缩率，并且对紫外线具有防护作用，提高了涂层的耐光性和耐候性；氨基硅烷偶联剂水解后形成的大量羟基会吸附在保护基材的表面，其中的氨基会与成膜物质中的活性基团反应，形成交联的网络，从而提高了涂料与基材的附着力，同时改善了各原料的相容性，聚四氟乙烯加入到涂料中，具有润滑的作用，同时其化学性质稳定，与氨基硅烷偶联剂配合，在提高涂膜附着力的同时可以提高涂料的防腐蚀性能，本发明所述的改性环氧树脂防腐蚀涂料的防腐蚀性好，耐候性好、冲击强度高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
在具体实施例中，本发明所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其原料中，改性环氧树脂的重量份可以为40.5、41、41.6、42、42.3、43、43.5、44、44.6、45、45.8、46、46.7、47、47.5、48、48.2、49.3、50.6、51.3、52、52.6、53、53.7、54、54.6份，聚苯乙烯橡胶的重量份可以为3.2、3.7、4、4.5、5、5.6、7、7.5、8、8.4、9、9.3份，云母粉的重量份可以为5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9、9.3、10.3、11、11.5、12.6、13.7、14、14.5、15、15.3、16、16.7、17、17.5份，石英粉的重量份可以为6.3、7、7.4、8、8.5、9.6、10.3、11.4、12、12.6、13、13.7、14、14.8份，纳米氧化铁的重量份可以为3.2、4、4.5、5、5.6、6、6.2、7、7.5、8.6、9、9.4、10、10.3、11、11.4份，锌粉的重量份可以为3.4、4.6、5.6、6、6.7、7.5、8、8.6、9、9.4份，陶瓷微粉的重量份可以为5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9.6、10、10.3、11、11.4、12、12.6、13、13.4、14、14.6、15、15.3份，二硫化钼的重量份可以为2.3、4、4.5、5、5.2、5.6、5.8份，聚四氟乙烯的重量份可以为2.3、2.6、2.78、2.9、3、3.4、3.8、4、4.6、4.67、4.8份，氨基硅烷偶联剂的重量份可以为3.4、4、4.5、4.8、5.3、5.7份，成膜助剂的重量份可以为3.2、3.4、3.56、4.3、4.6、4.78份，活性稀释剂的重量份可以为3.4、3.8、4、4.6、5.3、5.8、6、6.4、6.8份，消泡剂的重量份可以为0.34、0.38、0.4、0.6、0.67份，流平剂的重量份可以为0.34、0.4、0.46、0.53、0.58份，去离子水的重量份可以为20.3、21、21.3、23、25.6、26、26.8、28、28.4、29.4、30.3、31、31.6、32、32.5、33、33.7、34、34.6份，固化剂的重量份可以为0.64、0.7、0.75、0.8、0.86、0.94、1.06、1.1、1.15、1.26、1.3、1.34、1.4、1.46份。
实施例1
本发明所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂40份、聚苯乙烯橡胶10份、云母粉5份、石英粉15份、纳米氧化铁3份、锌粉3份、陶瓷微粉16份、二硫化钼6份、聚四氟乙烯2份、氨基硅烷偶联剂5.8份、成膜助剂3份、活性稀释剂7份、消泡剂0.3份、流平剂0.6份、去离子水20份、固化剂1.5份；
其中，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将61份端羟基丁苯橡胶搅拌升温至116℃，进行真空脱气31min后降温至室温，加入87份甲苯二异氰酸酯，升温至97℃，搅拌反应4.8h，真空脱气19min后降温至室温，得到中间体；将91份环氧树脂加热至114℃，抽真空后降温至69℃，加入得到的中间体，升温至111℃，搅拌反应4.9h，降温后得到所述改性环氧树脂。
实施例2
本发明所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂55份、聚苯乙烯橡胶3份、云母粉18份、石英粉6份、纳米氧化铁12份、锌粉10份、陶瓷微粉5份、二硫化钼2份、聚四氟乙烯5份、氨基硅烷偶联剂3份、成膜助剂5份、活性稀释剂3份、消泡剂0.7份、流平剂0.3份、去离子水35份、固化剂0.6份；
其中，所述氨基硅烷偶联剂为苯胺甲基三甲氧基硅烷；所述成膜助剂为丙二醇；所述活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三乙醇胺按任意重量份之比的组合；所述固化剂为多胺类固化剂；所述多胺类固化剂为三乙胺、二亚乙基三胺、间苯二甲胺、四乙烯五胺、聚酰胺按任意重量份之比的组合；
所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将50份端羟基丁苯橡胶搅拌升温至115℃，进行真空脱气35min后降温至室温，加入80份甲苯二异氰酸酯，升温至100℃，搅拌反应4.5h，真空脱气30min后降温至室温，得到中间体；将80份环氧树脂加热至115℃，抽真空后降温至67℃，加入得到的中间体，升温至114℃，搅拌反应4.5h，降温至室温后得到所述改性环氧树脂
实施例3
本发明所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂51.3份、聚苯乙烯橡胶8.4份、云母粉15.3份、石英粉12.6份、纳米氧化铁9.4份、锌粉8.6份、陶瓷微粉12.6份、二硫化钼5.6份、聚四氟乙烯3份、氨基硅烷偶联剂5.3份、成膜助剂4.3份、活性稀释剂5.8份、消泡剂0.4份、流平剂0.53份、去离子水28.4份、固化剂1.1份；
其中，所述氨基硅烷偶联剂为N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷按1:2重量份之比的组合；所述成膜助剂为丙二醇醚、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、丙二醇、二甘醇丁醚按任意重量份之比的组合；所述活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯；所述固化剂为多胺类固化剂；所述多胺类固化剂为二亚乙基三胺、间苯二甲胺、四乙烯五胺按1:4:3重量份之比的组合；
其中，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将70份端羟基丁苯橡胶搅拌升温至118℃，进行真空脱气20min后降温至室温，加入100份甲苯二异氰酸酯，升温至90℃，搅拌反应5.2h，真空脱气15min后降温至室温，得到中间体；将100份环氧树脂加热至113℃，抽真空后降温至70℃，加入得到的中间体，升温至109℃，搅拌反应5.3h，降温至室温后得到所述改性环氧树脂。
实施例4
本发明所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂50份、聚苯乙烯橡胶6.3份、云母粉12份、石英粉10份、纳米氧化铁9.2份、锌粉5份、陶瓷微粉9.5份、二硫化钼3.4份、聚四氟乙烯3.9份、氨基硅烷偶联剂4.7份、成膜助剂4份、活性稀释剂5.6份、消泡剂0.5份、流平剂0.52份、去离子水29份、固化剂1份；
其中，所述氨基硅烷偶联剂为苯胺甲基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷按任意重量份之比的组合；所述成膜助剂为丙二醇醚、乙二醇按1:4重量份之比的组合；所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三乙醇胺按2:3重量份之比的组合；所述固化剂为多胺类固化剂；所述多胺类固化剂为三乙胺；
所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将65份端羟基丁苯橡胶搅拌升温至116℃，进行真空脱气27min后降温至室温，加入90份甲苯二异氰酸酯，升温至96℃，搅拌反应4.8h，真空脱气20min后降温至室温，得到中间体；将95份环氧树脂加热至114℃，抽真空后降温至69℃，加入得到的中间体，升温至112℃，搅拌反应5h，降温至室温后得到所述改性环氧树脂。
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 (10)

1.一种改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂40-55份、聚苯乙烯橡胶3-10份、云母粉5-18份、石英粉6-15份、纳米氧化铁3-12份、锌粉3-10份、陶瓷微粉5-16份、二硫化钼2-6份、聚四氟乙烯2-5份、氨基硅烷偶联剂3-5.8份、成膜助剂3-5份、活性稀释剂3-7份、消泡剂0.3-0.7份、流平剂0.3-0.6份、去离子水20-35份、固化剂0.6-1.5份；其中，所述改性环氧树脂是将端羟基丁苯橡胶加入到甲苯二异氰酸酯反应得到中间体，再将环氧树脂加入到中间体中反应得到所述改性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂49-51份、聚苯乙烯橡胶6-7.2份、云母粉10-13份、石英粉9-11份、纳米氧化铁8-9.3份、锌粉4-7份、陶瓷微粉9-10.8份、二硫化钼3-4.3份、聚四氟乙烯3.6-4.2份、氨基硅烷偶联剂4.2-5.0份、成膜助剂3.8-4.2份、活性稀释剂5-6.2份、消泡剂0.46-0.53份、流平剂0.5-0.55份、去离子水27-30份、固化剂0.9-1.2份。
3.根据权利要求1或2所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：改性环氧树脂50份、聚苯乙烯橡胶6.3份、云母粉12份、石英粉10份、纳米氧化铁9.2份、锌粉5份、陶瓷微粉9.5份、二硫化钼3.4份、聚四氟乙烯3.9份、氨基硅烷偶联剂4.7份、成膜助剂4份、活性稀释剂5.6份、消泡剂0.5份、流平剂0.52份、去离子水29份、固化剂1份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，中，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：将端羟基丁苯橡胶搅拌升温至112-120℃，进行真空脱气后降温至室温，加入甲苯二异氰酸酯，升温至85-105℃，搅拌反应4-6h，真空脱气后降温至室温得到中间体；将环氧树脂加热至110-120℃，抽真空后降温至60-75℃，加入得到的中间体，升温至 100-120℃，搅拌反应3-6h，降温后得到所述改性环氧树脂 。
5.根据权利要求1-4中任一项所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将50-70份端羟基丁苯橡胶搅拌升温至115-118℃，进行真空脱气20-35min后降温至室温，加入80-100份甲苯二异氰酸酯，升温至90-100℃，搅拌反应4.5-5.2h，真空脱气15-30min后降温至室温，得到中间体；将80-100份环氧树脂加热至113-115℃，抽真空后降温至67-70℃，加入得到的中间体，升温至109-114℃，搅拌反应4.5-5.3h，降温后得到所述改性环氧树脂。
6.根据权利要求5所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂按照以下工艺进行制备：按重量份将65份端羟基丁苯橡胶搅拌升温至116℃，进行真空脱气27min后降温至室温，加入90份甲苯二异氰酸酯，升温至96℃，搅拌反应4.8h，真空脱气20min后降温至室温，得到中间体；将95份环氧树脂加热至114℃，抽真空后降温至69℃，加入得到的中间体，升温至112℃，搅拌反应5h，降温后得到所述改性环氧树脂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂为苯胺甲基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或者多种的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，所述成膜助剂为丙二醇醚、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、丙二醇、二甘醇丁醚中的一种或者多种的组合。
9.根据权利要求1-8中任一项所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，所述活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三乙 醇胺中的一种或者两种的组合。
10.根据权利要求1-9中任一项所述改性环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，所述固化剂为多胺类固化剂；所述多胺类固化剂为三乙胺、二亚乙基三胺、间苯二甲胺、四乙烯五胺、聚酰胺中的一种或者多种的组合。
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