CN105315845A - 一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其原料包括：环氧树脂、聚酯树脂、改性聚四氟乙烯、硅溶胶、酚醛树脂、四甲氧基甲基甘脲、2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、秸秆纤维、复合填料、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、异辛酸锌、丙烯酸酯流平剂、有机硅消泡剂、抗氧剂；复合填料按照以下工艺制备：将硅灰石、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、硼酸锌、硫酸钙、滑石粉和羧甲基纤维素加入反应装置中，加入丙三醇，在55-70℃下搅拌反应，降温后得到。本发明提出的高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其耐水性好，强度高，耐腐蚀性能优异，装饰性好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及粉末涂料技术领域，尤其涉及一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。
背景技术
粉末涂料是一种新型的不含溶剂、100％固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度、涂膜机械强度高等特点，分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料。环氧树脂由于具有优异的粘合力、防腐蚀性、硬度、柔韧性和冲击强度，是热固性粉末涂料中首先应用的品种，目前已被广泛应用于家电、交通工具、五金机械等领域。随着社会的发展，人们对环氧树脂涂层的性能提出了更高的要求，现有的环氧树脂粉末涂料，其强度、耐腐蚀性和耐水性仍不是很理想，环氧树脂粉末涂料涂层在使用的过程中，易发生老化，从而出现泛黄、开裂、脱落等现象，缩短了涂层的使用寿命，降低了涂层的装饰性，限制了其应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其耐水性好，强度高，耐腐蚀性能优异，装饰性好，使用寿命长。
本发明提出的一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧树脂100份、聚酯树脂15-30份、改性聚四氟乙烯20-40份、硅溶胶5-15份、酚醛树脂1-5份、四甲氧基甲基甘脲0.5-2份、2-苯基咪唑0.5-1份、2-甲基咪唑0.5-2份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇2-5份、秸秆纤维10-35份、复合填料20-35份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物3-9份、异辛酸锌0.5-2份、丙烯酸酯流平剂0.2-1份、有机硅消泡剂0.5-1.5份、抗氧剂0.2-0.8份；
其中，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将10-25份硅灰石、3-10份纳米氧化锌、2-10份纳米碳酸钙、3-12份硼酸锌、2-5份硫酸钙、1-5份滑石粉和5-15份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入10-25份丙三醇，在55-70℃下搅拌10-25min，降温后得到所述复合填料。
优选地，其原料中，环氧树脂、聚酯树脂、改性聚四氟乙烯、硅溶胶的重量比为100：20-28：28-36：8-14。
优选地，其原料中，酚醛树脂、四甲氧基甲基甘脲、2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇的重量比为3-4：1-1.6：0.6-0.9：1-1.8：3-4.8。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：环氧树脂100份、聚酯树脂23-26份、改性聚四氟乙烯30-35份、硅溶胶11-13份、酚醛树脂3.2-3.8份、四甲氧基甲基甘脲1.2-1.5份、2-苯基咪唑0.7-0.9份、2-甲基咪唑1.2-1.6份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇3.5-4份、秸秆纤维22-28份、复合填料28-32份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物6-8份、异辛酸锌1.3-1.7份、丙烯酸酯流平剂0.5-0.8份、有机硅消泡剂1-1.4份、抗氧剂0.5-0.7份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：环氧树脂100份、聚酯树脂25份、改性聚四氟乙烯33份、硅溶胶12份、酚醛树脂3.6份、四甲氧基甲基甘脲1.4份、2-苯基咪唑0.8份、2-甲基咪唑1.5份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇3.8份、秸秆纤维25份、复合填料30份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物7份、异辛酸锌1.5份、丙烯酸酯流平剂0.7份、有机硅消泡剂1.2份、抗氧剂0.6份。
优选地，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将22份硅灰石、8份纳米氧化锌、7份纳米碳酸钙、10份硼酸锌、3份硫酸钙、4份滑石粉和10份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入25份丙三醇，在65℃下搅拌20min，降温后得到所述复合填料。
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述改性聚四氟乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将100份聚四氟乙烯超细粉在有氧条件下放进60Co放射源中进行预辐照，待吸收剂量为35-45kGy后取出，放入反应装置中，然后加入10-25份苯乙烯、5-10份乙烯基三乙氧基硅烷、3-8份4-乙烯基吡啶和35-50份无水甲醇，超声振荡2-5min，在氮气的保护下，升温至65-70℃，搅拌反应2-4h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性聚四氟乙烯。
优选地，所述改性聚四氟乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将100份聚四氟乙烯超细粉在有氧条件下放进60Co放射源中进行预辐照，待吸收剂量为42kGy后取出，放入反应装置中，然后加入20份苯乙烯、8份乙烯基三乙氧基硅烷、6份4-乙烯基吡啶和40份无水甲醇，超声振荡3min，在氮气的保护下，升温至68℃，搅拌反应3h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性聚四氟乙烯；改性聚四氟乙烯的制备过程中，选择了苯乙烯、乙烯基三乙氧基硅烷和4-乙烯基吡啶对聚四氟乙烯进行改性，在改性的过程中，通过控制工艺参数，使苯乙烯、乙烯基三乙氧基硅烷和4-乙烯基吡啶接枝到了聚四氟乙烯分子中，改善了单纯的聚四氟乙烯用作成膜物质时，附着力欠佳的缺陷，与环氧树脂、聚酯树脂、硅溶胶配合作为成膜物质时，相容性好，提高了涂膜的耐热性、耐水性、耐腐蚀性和耐老化性；
本发明中，选择了环氧树脂、聚酯树脂、改性聚四氟乙烯和硅溶胶配合作为成膜物质，通过调节四者的比例，使四者的相容性好，性能互补促进，得到的涂膜外观光亮、平整，且耐水性、耐候性和耐腐蚀性能优异，成本低；选择了酚醛树脂为固化剂，并配合添加了四甲氧基甲基甘脲、2-苯基咪唑、2-甲基咪唑和2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇配合作为促进剂，通过调节固化剂和促进剂的含量，使其在对体系进行固化的过程中，固化速度快，交联密度大，得到的涂膜致密度高，从而降低了涂膜中分子的运动性，使水分子难以渗透破坏涂膜，提高了涂膜的耐水性和耐腐蚀性；加入了秸秆纤维与复合填料配合对涂料进行改性，两者具有协效作用，显著提高了涂膜的强度和耐水性，其中，在复合填料中，选择了硅灰石、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、硼酸锌、硫酸钙、滑石粉配合作为无机填料，并添加了羧甲基纤维素对其进行改性，从而使羧甲基纤维素吸附在了无机填料的表面，加入体系中后，无机填料表面的羧甲基纤维素能够在秸秆纤维、环氧树脂、硅溶胶之间形成较强的氢键作用，克服了无机填料和秸秆纤维与体系相容性差的缺陷，改善了复合填料、秸秆纤维与基体的相容性，提高了涂料的机械强度，与异辛酸锌具有协同作用，提高了涂层的附着力，另外，同时降低了体系中的孔隙率，改善了涂膜的耐水性；加入的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与复合填料具有协同作用，赋予涂层优异的阻燃性。
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强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧树脂100份、聚酯树脂15份、改性聚四氟乙烯40份、硅溶胶5份、酚醛树脂5份、四甲氧基甲基甘脲0.5份、2-苯基咪唑1份、2-甲基咪唑0.5份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇5份、秸秆纤维10份、复合填料20份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物9份、异辛酸锌2份、丙烯酸酯流平剂0.2份、有机硅消泡剂1.5份、抗氧剂0.2份；
其中，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将10份硅灰石、10份纳米氧化锌、2份纳米碳酸钙、12份硼酸锌、2份硫酸钙、5份滑石粉和5份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入25份丙三醇，在55℃下搅拌25min，降温后得到所述复合填料。
实施例2
本发明提出的一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：环氧树脂100份、聚酯树脂30份、改性聚四氟乙烯20份、硅溶胶15份、酚醛树脂1份、四甲氧基甲基甘脲2份、2-苯基咪唑0.5份、2-甲基咪唑2份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇2份、秸秆纤维35份、复合填料35份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物3份、异辛酸锌0.5份、丙烯酸酯流平剂1份、有机硅消泡剂0.5份、抗氧剂0.8份；
其中，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将25份硅灰石、3份纳米氧化锌、10份纳米碳酸钙、3份硼酸锌、5份硫酸钙、1份滑石粉和15份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入10份丙三醇，在70℃下搅拌10min，降温后得到所述复合填料。
实施例3
本发明提出的一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：邻甲酚醛环氧树脂55份、酚醛环氧树脂20份、双酚A酚醛环氧树脂25份、聚酯树脂23份、改性聚四氟乙烯35份、硅溶胶11份、酚醛树脂3.8份、四甲氧基甲基甘脲1.2份、2-苯基咪唑0.9份、2-甲基咪唑1.2份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇4份、秸秆纤维22份、复合填料32份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物6份、异辛酸锌1.7份、丙烯酸酯流平剂0.5份、有机硅消泡剂1.4份、抗氧剂0.5份；
其中，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将16份硅灰石、5份纳米氧化锌、5份纳米碳酸钙、10份硼酸锌、3份硫酸钙、4.5份滑石粉和8份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入22份丙三醇，在58℃下搅拌22min，降温后得到所述复合填料；
所述改性聚四氟乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将100份聚四氟乙烯超细粉在有氧条件下放进60Co放射源中进行预辐照，待吸收剂量为35kGy后取出，放入反应装置中，然后加入25份苯乙烯、5份乙烯基三乙氧基硅烷、8份4-乙烯基吡啶和35份无水甲醇，超声振荡5min，在氮气的保护下，升温至65℃，搅拌反应4h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性聚四氟乙烯。
实施例4
本发明提出的一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：邻甲酚醛环氧树脂85份、酚醛环氧树脂15份、聚酯树脂26份、改性聚四氟乙烯30份、硅溶胶13份、酚醛树脂3.2份、四甲氧基甲基甘脲1.5份、2-苯基咪唑0.7份、2-甲基咪唑1.6份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇3.5份、秸秆纤维28份、复合填料28份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物8份、异辛酸锌1.3份、丙烯酸酯流平剂0.8份、有机硅消泡剂1份、抗氧剂0.7份；
其中，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将22份硅灰石、7份纳米氧化锌、8份纳米碳酸钙、6份硼酸锌、4份硫酸钙、3份滑石粉和12份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入18份丙三醇，在68℃下搅拌15min，降温后得到所述复合填料；
所述改性聚四氟乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将100份聚四氟乙烯超细粉在有氧条件下放进60Co放射源中进行预辐照，待吸收剂量为45kGy后取出，放入反应装置中，然后加入10份苯乙烯、10份乙烯基三乙氧基硅烷、3份4-乙烯基吡啶和50份无水甲醇，超声振荡2min，在氮气的保护下，升温至70℃，搅拌反应2h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性聚四氟乙烯。
实施例5
本发明提出的一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其原料按重量份包括以下组分：双酚A型环氧树脂100份、聚酯树脂25份、改性聚四氟乙烯33份、硅溶胶12份、酚醛树脂3.6份、四甲氧基甲基甘脲1.4份、2-苯基咪唑0.8份、2-甲基咪唑1.5份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇3.8份、秸秆纤维25份、复合填料30份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物7份、异辛酸锌1.5份、丙烯酸酯流平剂0.7份、有机硅消泡剂1.2份、抗氧剂0.6份；
其中，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将22份硅灰石、8份纳米氧化锌、7份纳米碳酸钙、10份硼酸锌、3份硫酸钙、4份滑石粉和10份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入25份丙三醇，在65℃下搅拌20min，降温后得到所述复合填料；
所述改性聚四氟乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将100份聚四氟乙烯超细粉在有氧条件下放进60Co放射源中进行预辐照，待吸收剂量为42kGy后取出，放入反应装置中，然后加入20份苯乙烯、8份乙烯基三乙氧基硅烷、6份4-乙烯基吡啶和40份无水甲醇，超声振荡3min，在氮气的保护下，升温至68℃，搅拌反应3h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性聚四氟乙烯。
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 (9)
1.一种高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧树脂100份、聚酯树脂15-30份、改性聚四氟乙烯20-40份、硅溶胶5-15份、酚醛树脂1-5份、四甲氧基甲基甘脲0.5-2份、2-苯基咪唑0.5-1份、2-甲基咪唑0.5-2份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇2-5份、秸秆纤维10-35份、复合填料20-35份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物3-9份、异辛酸锌0.5-2份、丙烯酸酯流平剂0.2-1份、有机硅消泡剂0.5-1.5份、抗氧剂0.2-0.8份；
其中，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将10-25份硅灰石、3-10份纳米氧化锌、2-10份纳米碳酸钙、3-12份硼酸锌、2-5份硫酸钙、1-5份滑石粉和5-15份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入10-25份丙三醇，在55-70℃下搅拌10-25min，降温后得到所述复合填料。
2.根据权利要求1所述高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，其原料中，环氧树脂、聚酯树脂、改性聚四氟乙烯、硅溶胶的重量比为100：20-28：28-36：8-14。
3.根据权利要求1或2所述高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，其原料中，酚醛树脂、四甲氧基甲基甘脲、2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇的重量比为3-4：1-1.6：0.6-0.9：1-1.8：3-4.8。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧树脂100份、聚酯树脂23-26份、改性聚四氟乙烯30-35份、硅溶胶11-13份、酚醛树脂3.2-3.8份、四甲氧基甲基甘脲1.2-1.5份、2-苯基咪唑0.7-0.9份、2-甲基咪唑1.2-1.6份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇3.5-4份、秸秆纤维22-28份、复合填料28-32份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物6-8份、异辛酸锌1.3-1.7份、丙烯酸酯流平剂0.5-0.8份、有机硅消泡剂1-1.4份、抗氧剂0.5-0.7份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：环氧树脂100份、聚酯树脂25份、改性聚四氟乙烯33份、硅溶胶12份、酚醛树脂3.6份、四甲氧基甲基甘脲1.4份、2-苯基咪唑0.8份、2-甲基咪唑1.5份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇3.8份、秸秆纤维25份、复合填料30份、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物7份、异辛酸锌1.5份、丙烯酸酯流平剂0.7份、有机硅消泡剂1.2份、抗氧剂0.6份。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，所述复合填料按照以下工艺进行制备：按重量份将22份硅灰石、8份纳米氧化锌、7份纳米碳酸钙、10份硼酸锌、3份硫酸钙、4份滑石粉和10份羧甲基纤维素加入反应装置中，然后加入25份丙三醇，在65℃下搅拌20min，降温后得到所述复合填料。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚A酚醛环氧树脂中的一种或者多种的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，所述改性聚四氟乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将100份聚四氟乙烯超细粉在有氧条件下放进60Co放射源中进行预辐照，待吸收剂量为35-45kGy后取出，放入反应装置中，然后加入10-25份苯乙烯、5-10份乙烯基三乙氧基硅烷、3-8份4-乙烯基吡啶和35-50份无水甲醇，超声振荡2-5min，在氮气的保护下，升温至65-70℃，搅拌反应2-4h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性聚四氟乙烯。
9.根据权利要求1-8中任一项所述高强耐水耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，所述改性聚四氟乙烯按照以下工艺进行制备：按重量份将100份聚四氟乙烯超细粉在有氧条件下放进60Co放射源中进行预辐照，待吸收剂量为42kGy后取出，放入反应装置中，然后加入20份苯乙烯、8份乙烯基三乙氧基硅烷、6份4-乙烯基吡啶和40份无水甲醇，超声振荡3min，在氮气的保护下，升温至68℃，搅拌反应3h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性聚四氟乙烯。
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