CN106750187A - 一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂及制备方法和应用 - Google Patents

一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂及制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其原料成分及其质量份数为：低分子量液体环氧树脂140‑200份；长链二元酸24‑37份；双酚A型环氧树脂85‑126份；季铵盐催化剂0.18‑0.3份。本发明酚类固化剂主要应用于防腐环氧粉末涂料，分子结构与环氧树脂相似，酚类固化剂的主要性能为：软化点为90‑96℃，玻璃化温度Tg为50‑60℃，羟基值为0.30‑0.42eq/100g，且其数均分子量Mn为3200‑3800，分子量分布PDI为2.0‑2.5与环氧树脂接近，保证了其与防腐环氧粉末极好的相容性，制得涂层具有更高的致密性。

Description

一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂及制备方法和应用
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，涉及高分子材料的特种助剂，尤其是一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂及制备方法和应用。
背景技术
粉末涂料由于无VOC排放且各项性能优异，应用领域日益广泛。在重防腐领域，粉末涂料占有不可取代的地位。环氧粉末涂料具有优异的附着力、抗化学性、耐腐蚀性，常被应用于防腐领域。防腐环氧粉末涂料的常用固化剂为酚醛树脂与酚类固化剂。酚醛树脂制得涂层较脆，现已很少使用。酚类固化剂具有与环氧树脂相似的分子结构，能与环氧树脂混合均匀，制得涂层致密性、耐化学性及机械性能都非常优异。然而，在各项施工中，如弯管和钢筋，要求粉末涂料在各项机械性能合格的同时要有非常优异的韧性，能满足各种弯曲、变形。因此，为了大幅度提高涂层韧性，研制一种防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂是非常必要的。
通过检索，发现如下一篇专利公开文献：
树枝状酚类固化剂及其制备方法(CN021395101，2007年04月25日公开)涉及一种树枝状酚类固化剂及制备方法，是环氧粉末涂料用固化剂。固化剂由低分子量环氧树脂与双酚树脂组成。该专利没有引入柔性链段，对涂层韧性没有大幅度的提高。
通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中防腐环氧涂层韧性差、耐弯曲差等缺点，提供一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂及制备方法和应用，采用低分子量液体环氧树脂进行扩链，分子结构与环氧树脂相似，确保了酚类固化剂与环氧树脂极好的相容性，制得涂层致密性高，通过引入了柔性长链段，极大地提高了酚类固化剂的韧性，大幅度地提高制得防腐环氧涂层的韧性及耐弯曲性能。其可应用于重防腐粉末涂料中。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其原料成分及其质量份数为：
而且，所述低分子量液体环氧树脂的环氧值为0.51-0.54。
而且，所述长链二元酸为己二酸、癸二酸、月桂二酸中的一种或两种以上的混合物。
而且，所述的双酚A型环氧树脂为烷基基团取代双酚A或卤代双酚A。
而且，所述的季铵盐催化剂为四乙基溴化铵或四乙基氯化铵。
而且，所述酚类固化剂的软化点为90-96℃，玻璃化温度Tg为50-60℃，羟基值为0.30-0.42eq/100g。
而且，所述酚类固化剂的数据分子量Mn为3200-3800，分子量分布PDI为2.0-2.5。
如上所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂的制备方法，步骤如下：
⑴将低分子量液体环氧树脂负压抽入反应釜中，升温并持续搅拌至温度达110℃；
⑵将长链二元酸加入反应釜中，持续搅拌，待混合均匀且温度为110℃时，向反应釜中加入50％质量的季铵盐催化剂，恒温110℃反应2h；
⑶将双酚A型环氧树脂加入反应釜中，持续搅拌升温至130℃，混合均匀后加入剩余的季铵盐催化剂，恒温130℃反应2.5h；
⑷放料冷却，即得重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂。
如上所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂在重防腐粉末涂料中的应用。
本发明取得的优点和积极效果是：
1、本发明酚类固化剂采用低分子量液体环氧树脂进行扩链，分子结构与环氧树脂相似，确保了酚类固化剂与环氧树脂极好的相容性，制得涂层致密性高，其可应用于重防腐粉末涂料中。
2、本发明酚类固化剂引入了柔性长链段，极大地提高了酚类固化剂的韧性，制得涂层韧性及耐弯曲性能优异。
3、本发明酚类固化剂主要应用于防腐环氧粉末涂料，分子结构与环氧树脂相似，酚类固化剂的主要性能为：软化点为90-96℃，玻璃化温度Tg为50-60℃，羟基值为0.30-0.42eq/100g，且其数均分子量Mn为3200-3800，分子量分布PDI为2.0-2.5与环氧树脂接近，保证了其与防腐环氧粉末极好的相容性，制得涂层具有更高的致密性。
4、本发明方法采用本体聚合法生产，生产工艺简单，易于操作控制，无污染，产物纯净。
附图说明
图1为本发明酚类固化剂的分子量大小及分布图；
图2为本发明酚类固化剂的玻璃化温度Tg图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详述，下述实施例只是说明性的，不是限定性的，不能以该实施例来限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料，如无特殊规定，均为本领域内常用的原料；本发明中所使用的方法，如无特殊规定，均为本领域内常用的方法。
实施例1
一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其原料成分及质量分别为：
所述低分子量液体环氧树脂的环氧值为0.51-0.54；
所述长链二元酸为己二酸、癸二酸、月桂二酸中的一种或两种以上的混合物。
上述重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂的制备方法，步骤为：
(1)将低分子量液体环氧树脂负压抽入反应釜中，升温并持续搅拌至温度达110℃。
(2)将长链二元酸加入反应釜中，持续搅拌，待混合均匀且温度为110℃时，向反应釜中加入50％质量的季铵盐催化剂，恒温110℃反应2h。
(3)将双酚A型环氧树脂加入反应釜中，持续搅拌升温至130℃，混合均匀后加入剩余的季铵盐催化剂，恒温130℃反应2.5h。
(4)放料冷却称重，即得重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂。
实施例2
一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其原料成分及质量分别为：
所述的双酚A型环氧树脂为烷基基团取代双酚A或卤代双酚A；
所述的季铵盐催化剂为四乙基溴化铵或四乙基氯化铵。
上述重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂的制备方法，其步骤同实施例1。
实施例3
一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其原料成分及其质量份数分别为：
上述重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂的制备方法，其步骤同实施例1。
经检测，本发明酚类固化剂的主要性能为：软化点为90-96℃，玻璃化温度Tg为50-60℃，羟基值为0.30-0.42eq/100g，且其数均分子量Mn为3200-3800，分子量分布PDI为2.0-2.5。
本发明酚类固化剂的实际应用效果及试验情况：
为检验本发明的实际应用效果，将实施例1、2、3制得的酚类固化剂分别记为固化剂1、固化剂2、固化剂3。根据环氧值与羟基值调整环氧树脂与固化剂配方比例制成粉末涂料，分别记为配方1、配方2、配方3并和传统酚类固化剂的粉末涂料(配方4)作对比，如表1所示，实施例如下：
涂膜防腐性能及机械性能按SY/T0315-2005和GB/T23257-2009规定进行测试。
表1含不同粉末涂料用流平剂涂层的性能比较表
从表1中可以看出，本发明酚类固化剂与普通酚类固化剂制得涂层的附着力、冲击性和耐阴极剥离等性能都非常优异。并且，本发明酚类固化剂制得涂层的耐弯曲性能明显优于普通酚类固化剂。表明，本发明酚类固化剂的韧性非常优异。

Claims (9)

1.一种重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其特征在于：其原料成分及其质量份数为：
2.根据权利要求1所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其特征在于：所述低分子量液体环氧树脂的环氧值为0.51-0.54。
3.根据权利要求1所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其特征在于：所述长链二元酸为己二酸、癸二酸、月桂二酸中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其特征在于：所述的双酚A型环氧树脂为烷基基团取代双酚A或卤代双酚A。
5.根据权利要求1所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其特征在于：所述的季铵盐催化剂为四乙基溴化铵或四乙基氯化铵。
6.根据权利要求1至5任一项所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其特征在于：所述酚类固化剂的软化点为90-96℃，玻璃化温度Tg为50-60℃，羟基值为0.30-0.42eq/100g。
7.根据权利要求1至5任一项所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂，其特征在于：所述酚类固化剂的数据分子量Mn为3200-3800，分子量分布PDI为2.0-2.5。
8.如权利要求1至7任一项所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
⑴将低分子量液体环氧树脂负压抽入反应釜中，升温并持续搅拌至温度达110℃；
⑵将长链二元酸加入反应釜中，持续搅拌，待混合均匀且温度为110℃时，向反应釜中加入50％质量的季铵盐催化剂，恒温110℃反应2h；
⑶将双酚A型环氧树脂加入反应釜中，持续搅拌升温至130℃，混合均匀后加入剩余的季铵盐催化剂，恒温130℃反应2.5h；
⑷放料冷却，即得重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂。
9.如权利要求1至7任一项所述的重防腐环氧粉末用高韧性酚类固化剂在重防腐粉末涂料中的应用。
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