CN106433390A - 环氧防腐底漆用固化剂及其制备方法 - Google Patents

环氧防腐底漆用固化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环氧防腐底漆用固化剂，包括以下重量百分比组分制备而成：

Description

环氧防腐底漆用固化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及纳米聚合物复合材料技术领域，特别是，涉及一种环氧防腐底漆用固化剂及其制备方法。
背景技术
铁及其合金制品例如钢、铝合金等长期暴露在空气或腐蚀液体中，容易被氧气或电解质溶液腐蚀，导致结构强度下降，严重影响外观及使用寿命。现有技术中，铁及其合金设备的腐蚀防护一般采用在其表面涂覆底漆及配套面漆的方法，以阻隔其与腐蚀介质的接触。目前市场上常用的底漆有环氧富锌底漆和环氧铁红底漆。环氧富锌底漆中锌含量在90％以上，且需要喷涂至膜厚为80～100μm，导致设备增重量大；环氧铁红底漆由于防锈颜料铁红的密度大、含量高、漆膜厚，也会增加设备的重量，不利于设备的轻量化及节能减排。
石墨烯具有优异的疏水性和阻隔性能，因此，其在防腐涂料中的潜力巨大。目前，石墨烯防腐涂料的做法是将石墨烯通过研磨分散在树脂中，其缺点是分散困难，且静置后石墨烯极易团聚、沉降，稳定性差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种环氧防腐底漆用固化剂，其具有良好的防沉降、防团聚的功能，同时具有良好的防腐性。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种环氧防腐底漆用固化剂，包括以下重量百分比组分制备而成：
优选的，所述聚酰胺树脂的胺值300～350mg KOH/g。
优选的，所述聚酰胺树脂为Versamid 115、Versamid 125、Versamid 140中任一种或多种的混合物。
优选的，所述氧化石墨烯为高纯度氧化石墨烯粉末。
优选的，所述混合稀释剂为二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁醇中任一种或几种的混合物。
上述任一项所述环氧防腐底漆用固化剂的制备方法，所述环氧防腐底漆用固化剂由氧化石墨烯和聚酰胺树脂通过原位接枝方法制备而成。
进一步的，具体包括：
氧化石墨烯预分散处理：将配方量的氧化石墨烯均匀分散于配方量的混合稀释剂中，获得氧化石墨烯稀释液；
成品制备：将配方量的二环己基二碳酰亚胺和配方量一半的聚酰胺树脂加入氧化石墨烯稀释液中，升温至100℃～110℃后，开启冷凝回流，搅拌条件下反应2～4h；之后降温至45℃～55℃，加入剩余的聚酰胺树脂，搅拌均匀后以120目滤网过滤除去杂质，即得所述环氧防腐底漆用固化剂。
进一步的，所述步骤氧化石墨烯预分散处理中，氧化石墨烯通过超声分散均匀分散于混合稀释剂中，超声分散条件为300～600W，超声时间为0.5～1h。
进一步的，所述步骤成品制备中，搅拌时转速为300～500r/min。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过氧化石墨烯的含氧官能团与聚酰胺树脂中氨基官能团的化学反应，同时利用聚酰胺中的氨基的还原性，可以将氧化石墨烯还原成为石墨烯，从而制备一种表面接枝有聚酰胺分子的石墨烯，聚酰胺分子阻隔了石墨烯片与片之间的作用力，从而阻隔石墨烯片与片之间的相互作用力，使得到的固化剂具有优异的防沉降、防团聚的功能，解决了目前大多数石墨烯防腐涂料中采用以物理分散方式带来的石墨烯沉降、团聚的问题，保证获得的固化剂具有良好的稳定性；
2、本发明所得到的环氧防腐底漆用固化剂，应用于铁及其合金表面的防腐体系，在降低膜厚与漆膜密度的同时，又保证了良好的防腐性。
附图说明
图1为本发明中环氧防腐底漆用固化剂的制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明下述实施例中所用的原材料除另有说明外均为市售工业用品，可通过商业渠道购得。
本发明中环氧防腐底漆用固化剂由氧化石墨烯和聚酰胺树脂通过原位接枝方法制备而成。具体的，由以下重量百分比组分制备而成：
在本发明具体实施例中，所述聚酰胺树脂的胺值300～350mg KOH/g，所述聚酰胺树脂为科宁化工(中国)有限公司的Versamid 115、Versamid 125、Versamid 140中任一种或多种的混合物。所述氧化石墨烯为高纯度氧化石墨烯粉末或者溶液状或片状的氧化石墨烯，高纯度氧化石墨烯粉末可采用Nanoinnova Technologies SL公司的GO-99-1-2。所述混合稀释剂为二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁醇中任一种或几种的混合物。所述二环己基二碳酰亚胺购于国药集团化学试剂有限公司。
如图1所示，本发明中环氧防腐底漆用固化剂的制备方法，包括：
S101.氧化石墨烯预分散处理：将配方量的氧化石墨烯均匀分散于配方量的混合稀释剂中，获得氧化石墨烯稀释液；
S102.成品制备：将配方量的二环己基二碳酰亚胺和配方量一半的聚酰胺树脂加入氧化石墨烯稀释液中，升温至100℃～110℃后，开启冷凝回流，搅拌条件下反应2～4h；之后降温至45℃～55℃，加入剩余的聚酰胺树脂，混合均匀后过滤除去杂质，即得所述环氧防腐底漆用固化剂。
优选的，所述步骤S101.氧化石墨烯预分散处理中，氧化石墨烯通过超声分散均匀分散于混合稀释剂中，超声分散条件为300～600W，超声时间为0.5～1h。
优选的，所述步骤S102.成品制备中，搅拌时转速为300～500r/min,过滤时以120目滤网过滤。
以下为本发明的合成反应路线示意：
为了使氧化石墨烯中含氧官能团(羟基、羧基以及环氧基)和聚酰胺树脂中的氨基官能团能够更清晰的显示，上述反应路线示意中I为一种氧化石墨烯的示意结构式，II为一种聚酰胺树脂的示意结构式，I和II经过聚合反应即获得本发明中固化剂主要成分。
实施例1
1)各组分用量如下表：
2)参照附图1中流程，制备环氧防腐底漆用固化剂
S101.氧化石墨烯预分散处理：将配方量的氧化石墨烯通过超声分散均匀分散于配方量的混合稀释剂中，获得氧化石墨烯稀释液；超声分散条件为300W，超声时间为1h；
S102.成品制备：将配方量的二环己基二碳酰亚胺和配方量一半的聚酰胺树脂加入氧化石墨烯稀释液中，升温至100℃后，开启冷凝回流，300r/min搅拌条件下反应4h；之后降温至45℃，加入剩余的聚酰胺树脂，搅拌均匀后过滤出料即得所述环氧防腐底漆用固化剂。
实施例2
1)各组分用量如下表：
2)参照附图1中流程，制备环氧防腐底漆用固化剂
S101.氧化石墨烯预分散处理：将配方量的氧化石墨烯通过超声分散均匀分散于配方量的混合稀释剂中，获得氧化石墨烯稀释液；超声分散条件为400W，超声时间为0.5h；
S102.成品制备：将配方量的二环己基二碳酰亚胺和配方量一半的聚酰胺树脂加入氧化石墨烯稀释液中，升温至110℃后，开启冷凝回流，400r/min搅拌条件下反应3h；之后降温至50℃，加入剩余的聚酰胺树脂，搅拌均匀后以120目滤网过滤除去杂质，即得所述环氧防腐底漆用固化剂。
实施例3
1)各组分用量如下表：
组分 含量(g)
氧化石墨烯(GO-99-1-2) 10
聚酰胺树脂(Versamid 125) 580
二环己基二碳酰亚胺(纯度为99％) 1
混合稀释剂(二甲苯) 409
2)参照附图1中流程，制备环氧防腐底漆用固化剂
S101.氧化石墨烯预分散处理：将配方量的氧化石墨烯通过超声分散均匀分散于配方量的混合稀释剂中，获得氧化石墨烯稀释液；超声分散条件为450W，超声时间为1h；
S102.成品制备：将配方量的二环己基二碳酰亚胺和配方量一半的聚酰胺树脂加入氧化石墨烯稀释液中，升温至110℃后，开启冷凝回流，400r/min搅拌条件下反应3h；之后降温至55℃，加入剩余的聚酰胺树脂，搅拌均匀后以120目滤网过滤除去杂质，即得所述环氧防腐底漆用固化剂。
实施例4
1)各组分用量如下表：
组分 含量(g)
氧化石墨烯(片状) 20
聚酰胺树脂(Versamid 125) 320
二环己基二碳酰亚胺(纯度为95％) 2
混合稀释剂(丙二醇甲醚醋酸酯) 658
2)参照附图1中流程，制备环氧防腐底漆用固化剂
S101.氧化石墨烯预分散处理：将配方量的氧化石墨烯通过超声分散均匀分散于配方量的混合稀释剂中，获得氧化石墨烯稀释液；超声分散条件为600W，超声时间为0.5h；
S102.成品制备：将配方量的二环己基二碳酰亚胺和配方量一半的聚酰胺树脂加入氧化石墨烯稀释液中，升温至100℃后，开启冷凝回流，400r/min搅拌条件下反应4h；之后降温至50℃，加入剩余的聚酰胺树脂，搅拌均匀后以120目滤网过滤除去杂质，即得所述环氧防腐底漆用固化剂。
实施例5
1)各组分用量如下表：
2)参照附图1中流程，制备环氧防腐底漆用固化剂
S101.氧化石墨烯预分散处理：将配方量的氧化石墨烯通过超声分散均匀分散于配方量的混合稀释剂中，获得氧化石墨烯稀释液；超声分散条件为400W，超声时间为1h；
S102.成品制备：将配方量的二环己基二碳酰亚胺和配方量一半的聚酰胺树脂加入氧化石墨烯稀释液中，升温至110℃后，开启冷凝回流，400r/min搅拌条件下反应3h；之后降温至50℃，加入剩余的聚酰胺树脂，搅拌均匀后以120目滤网过滤除去杂质，即得所述环氧防腐底漆用固化剂。
采用本发明实例1-5制备的环氧防腐底漆用固化剂，一种市售普通聚酰胺清漆和一种市售普通环氧铁红底漆分别制备膜厚为30±5μm的漆膜并进行检测，获得检测数据对比表如下：
结合上表可以看出，在相同漆膜厚度的条件下，本发明中制备方法获得的环氧防腐底漆用固化剂抗冲击强度优于市售环氧铁红底漆，耐盐雾性远远优于市售聚酰胺清漆，具有良好的推广前景。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变，所有的这些改变以都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环氧防腐底漆用固化剂，其特征在于，包括以下重量百分比组分制备而成：
2.如权利要求1所述的环氧防腐底漆用固化剂，其特征在于，所述聚酰胺树脂的胺值300～350mg KOH/g。
3.如权利要求2所述的环氧防腐底漆用固化剂，其特征在于，所述聚酰胺树脂为Versamid 115、Versamid 125、Versamid 140中任一种或多种的混合物。
4.如权利要求1所述的环氧防腐底漆用固化剂，其特征在于，所述氧化石墨烯为高纯度氧化石墨烯粉末。
5.如权利要求1所述的环氧防腐底漆用固化剂，其特征在于，所述混合稀释剂为二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁醇中任一种或几种的混合物。
6.权利要求1～5任一项所述环氧防腐底漆用固化剂的制备方法，其特征在于，所述环氧防腐底漆用固化剂由氧化石墨烯和聚酰胺树脂通过原位接枝方法制备而成。
7.如权利要求6所述的环氧防腐底漆用固化剂的制备方法，具体包括：
氧化石墨烯预分散处理：将配方量的氧化石墨烯均匀分散于配方量的混合稀释剂中，获得氧化石墨烯稀释液；
成品制备：将配方量的二环己基二碳酰亚胺和配方量一半的聚酰胺树脂加入氧化石墨烯稀释液中，升温至100℃～110℃后，开启冷凝回流，搅拌条件下反应2～4h；之后降温至45℃～55℃，加入剩余的聚酰胺树脂，混合均匀后过滤除去杂质，即得所述环氧防腐底漆用固化剂。
8.如权利要求6所述环氧防腐底漆用固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤氧化石墨烯预分散处理中，氧化石墨烯通过超声分散均匀分散于混合稀释剂中，超声分散条件为300～600W，超声时间为0.5～1h。
9.如权利要求6所述环氧防腐底漆用固化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤成品制备中，搅拌时转速为300～500r/min,过滤时以120目滤网过滤。
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