CN108129890B - 一种有机氟硅改性环氧防腐涂料及有机氟改性环氧防腐涂层 - Google Patents

一种有机氟硅改性环氧防腐涂料及有机氟改性环氧防腐涂层 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：A组分包括以下组分：有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂20‑35份、烯丙基缩水甘油醚5‑15份、钛白粉20‑30份、紫外吸收剂‑327 3‑5份、紫外吸收剂‑531 1‑3份、聚醚改性有机硅消泡剂1‑3份、石墨烯微片5‑10份、气相法白炭黑5‑10份以及醋酸丁酯9‑12份；B组分包括以下组分：氨基硅油50‑60份、锌粉45‑65份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10‑15份以及3‑氨基丙基三乙氧基硅烷10‑15份。本发明具有如下有益效果：（1）耐候性好；（2）耐溶剂性能好；（3）固化后不开裂；（4）具有防电化学腐蚀功能。

Description

一种有机氟硅改性环氧防腐涂料及有机氟改性环氧防腐涂层
技术领域
本发明涉及一种防腐涂料，尤其是涉及一种有机氟硅改性环氧防腐涂料及有机氟改性环氧防腐涂层。
背景技术
以氨、氟为介质的制冷系统在化工、制药以及食品等行业中具有广泛的应用范围。但是目前使用的制冷系统中、设备、容器、管道由于冷凝水的聚集、以及化学物质的侵蚀，大多会出现不同程度的外部腐蚀。虽然使用单位一般每年都会重新涂刷红丹漆。但 由于表面清理不干净，效果都不理想。设备一旦腐蚀超标，维修起来相当麻烦。首先是要停产，把设备中的氨液和氨气置换出来并与系统隔离，返修合格后还必须进行耐压试 验。因此我们急需一种能够在制冷系统中能够长久使用的一种防腐涂层。
有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业，其中有机硅主要应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。随着有机硅数量和品种的持续增长，应用领域不断拓宽，形成化工新材料界独树一帜的重要产品体系，许多品种是其他化学品无法替代而又必不可少的。
将有机硅结构引入到涂料中能够使得制得的涂料具有耐高低温耐水耐候等特点，使得涂料能够很好的适应制冷系统中。
例如一种在中国专利文献上公开的一种防腐涂料，其申请公布号为CN 105315850A，其成分按质量份数计如下：环氧树脂78-125份；三羟基聚醚45-55份；甲苯二异氰酸酯13-29份；无水乙醇11-17份；玻璃粉13-25份；滑石粉7-12份；二甲苯8-15份。该发明一种防腐涂料的防腐性能极佳，使用时将其喷涂在型材表面，大大提高型材的防腐性能。但是该涂料也有其不足之处，例如其组分中没有耐低温的组分，其固化后质地较硬，在低温状况下容易发生开裂脱落的状况，达不到耐腐蚀的要求，此外其组分中也没有添加应对电化学腐蚀的组分，因此容易使得基体发生电化学腐蚀。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中涂料耐溶剂耐候性差、固化后易开裂、没有防电化学腐蚀组分的问题，提供一种有柔性组分耐候性好、固化后不开裂、具有防电化学腐蚀功能的一种有机氟硅改性环氧防腐涂料及有机氟改性环氧防腐涂层。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂20-35份、烯丙基缩水甘油醚5-15份、钛白粉20-30份、紫外吸收剂-327 3-5份、紫外吸收剂-531 1-3份、聚醚改性有机硅消泡剂1-3份、石墨烯微片5-10份、气相法白炭黑5-10份以及醋酸丁酯9-12份；
B组分包括以下组分：氨基硅油50-60份、锌粉45-65份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10-15份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷10-15份。
作为优选，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂25-30份、烯丙基缩水甘油醚8-12份、钛白粉25-28份、紫外吸收剂-327 3-5份、紫外吸收剂-531 2份、聚醚改性有机硅消泡剂1-3份、石墨烯微片6-8份、气相法白炭黑6-8份以及醋酸丁酯10-12份；
B组分包括以下组分：氨基硅油50-60份、锌粉45-65份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10-15份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷10-15份。
作为优选，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂28份、烯丙基缩水甘油醚12份、钛白粉26份、紫外吸收剂-327 4份、紫外吸收剂-531 2份、聚醚改性有机硅消泡剂2份、石墨烯微片7份、气相法白炭黑7份以及醋酸丁酯10份；
B组分包括以下组分：氨基硅油55份、锌粉55份、全氟烷基乙基丙烯酸酯12份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷13份。
本发明中使用组分A中采用有机氟硅改性环氧树脂作为主要组分，其中的有机硅成分能够使得整个涂料具有耐低温防水的特性，从而可以应用于冷凝系统中。在有机硅中接入氟元素能够有效地提高树脂的耐水耐溶剂性能。环氧树脂在固化后具有非常优异的力学性能，从而更加的耐磨。此外钛白粉、气相法白炭黑、紫外吸收剂-327以及紫外吸收剂-531能够有效的阻挡紫外线，并能增强涂料的耐候性与力学性能。石墨烯微片具有导电作用，能够加强电子的流动，与组分B中的锌粉相配合能够有效的加强电化学防护效果。
组分B中的含氨基的组分能够与组分A中的环氧树脂进行固化交联，从而使得涂料能够快速的保护基体。锌粉能够有效的防护基体上的电化学腐蚀，多方位的保障了涂料的耐腐蚀性能。全氟烷基乙基丙烯酸酯具有流平效果，使得最终得到的涂层平整没有瑕疵。
作为优选，所述的有机氟硅改性环氧树脂制备方法如下：
（a）按重量份取二甲基二氯硅烷100份、3,3,3-三氟丙基三氯硅烷80-100份、二苯基二氯硅烷120-150份、水20-25份以及甲醇120-140份甲醇依次加入到反应釜中，-20℃下搅拌反应30分钟后，逐渐升高温度至40-60℃，继续反应3-6小时，反应结束后水洗至中性，整除溶剂得到含氟甲氧基硅树脂；
（b）按重量份数计取步骤（a）中的含氟甲氧基硅树脂100份、双酚A型环氧树脂150-200份、甲苯200份以及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷20-45份份加入到反应釜中，70℃搅拌混合均匀，然后加入三乙酰丙酮铝0.5-1.5份，升高温度至105-120℃，搅拌反应2-3小时，冷却后除去减压蒸馏除去甲苯及反应生成的低聚物，得到有机硅改性环氧树脂。
将3,3,3-三氟丙基三氯硅烷参与到合成有机硅树脂的反应中得到了含氟甲氧基硅树脂，并与双酚A型环氧树脂发生反应得到了有机氟硅改性的环氧树脂，该环氧树脂具有非常优异的耐溶剂性能、柔顺性与耐低温性，能够使得最终成形的涂层具有优异的耐腐蚀性能。
作为优选，所述的锌粉的粒度为400-600目。
一种有机氟改性环氧防腐涂层，所述的防腐涂层由前述的防腐涂料的AB组分相互混合均匀后，涂于基体表面后，加热固化得到。
作为优选，所述的加热固化温度为80-120℃。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）耐候性好；（2）耐溶剂性能好；（3）固化后不开裂；（4）具有防电化学腐蚀功能。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作以进一步描述说明。
如果无特殊说明，本发明的实施例中说采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂20份、烯丙基缩水甘油醚5份、钛白粉20份、紫外吸收剂-327 3份、紫外吸收剂-531 1份、聚醚改性有机硅消泡剂1份、石墨烯微片5份、气相法白炭黑5份以及醋酸丁酯9份；
B组分包括以下组分：氨基硅油50份、锌粉45份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷10份。
一种有机氟改性环氧防腐涂层，所述的防腐涂层由前述的防腐涂料的AB组分相互混合均匀后，涂于基体表面后，在80℃下固化得到。
所述的有机氟硅改性环氧树脂制备方法如下：
（a）按重量份取二甲基二氯硅烷100份、3,3,3-三氟丙基三氯硅烷80份、二苯基二氯硅烷120份、水20份以及甲醇120份甲醇依次加入到反应釜中，-20℃下搅拌反应30分钟后，逐渐升高温度至40℃，继续反应3小时，反应结束后水洗至中性，整除溶剂得到含氟甲氧基硅树脂；
（b）按重量份数计取步骤（a）中的含氟甲氧基硅树脂100份、双酚A型环氧树脂150份、甲苯200份以及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷20份份加入到反应釜中，70℃搅拌混合均匀，然后加入三乙酰丙酮铝0.5份，升高温度至105℃，搅拌反应2小时，冷却后除去减压蒸馏除去甲苯及反应生成的低聚物，得到有机氟硅改性环氧树脂。
所得的有机氟硅改性环氧防腐涂层的物理化学性能如下：
铅笔硬度：F。
摆杆硬度：84。
耐冷凝水等级：一级。
耐盐雾性等级：一级。
耐氢氧化钠（50%）等级：二级。
耐丙酮等级：一级。
耐乙醇等级：一级。
实施例2
一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂35份、烯丙基缩水甘油醚15份、钛白粉30份、紫外吸收剂-327 5份、紫外吸收剂-531 3份、聚醚改性有机硅消泡剂3份、石墨烯微片10份、气相法白炭黑10份以及醋酸丁酯12份；
B组分包括以下组分：氨基硅油60份、锌粉65份、全氟烷基乙基丙烯酸酯15份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷15份。
一种有机氟改性环氧防腐涂层，所述的防腐涂层由前述的防腐涂料的AB组分相互混合均匀后，涂于基体表面后，在120℃下固化得到。
所述的有机氟硅改性环氧树脂制备方法如下：
（a）按重量份取二甲基二氯硅烷100份、3,3,3-三氟丙基三氯硅烷100份、二苯基二氯硅烷150份、水25份以及甲醇140份甲醇依次加入到反应釜中，-20℃下搅拌反应30分钟后，逐渐升高温度至60℃，继续反应6小时，反应结束后水洗至中性，整除溶剂得到含氟甲氧基硅树脂；
（b）按重量份数计取步骤（a）中的含氟甲氧基硅树脂100份、双酚A型环氧树脂200份、甲苯200份以及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷20-45份份加入到反应釜中，70℃搅拌混合均匀，然后加入三乙酰丙酮铝1.5份，升高温度至120℃，搅拌反应3小时，冷却后除去减压蒸馏除去甲苯及反应生成的低聚物，得到有机氟硅改性环氧树脂。
所得的有机氟硅改性环氧防腐涂层的物理化学性能如下：
铅笔硬度：F。
摆杆硬度：89。
耐冷凝水等级：一级。
耐盐雾性等级：一级。
耐氢氧化钠（50%）等级：一级。
耐丙酮等级：一级。
耐乙醇等级：一级。
实施例3
一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂25份、烯丙基缩水甘油醚8份、钛白粉25份、紫外吸收剂-327 3份、紫外吸收剂-531 2份、聚醚改性有机硅消泡剂1份、石墨烯微片6份、气相法白炭黑6份以及醋酸丁酯10份；
B组分包括以下组分：氨基硅油50份、锌粉45份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷10份。
一种有机氟改性环氧防腐涂层，所述的防腐涂层由前述的防腐涂料的AB组分相互混合均匀后，涂于基体表面后，在100℃下固化得到。
所述的有机氟硅改性环氧树脂制备方法如下：
（a）按重量份取二甲基二氯硅烷100份、3,3,3-三氟丙基三氯硅烷100份、二苯基二氯硅烷140份、水22份以及甲醇130份甲醇依次加入到反应釜中，-20℃下搅拌反应30分钟后，逐渐升高温度至50 ℃，继续反应5小时，反应结束后水洗至中性，整除溶剂得到含氟甲氧基硅树脂；
（b）按重量份数计取步骤（a）中的含氟甲氧基硅树脂100份、双酚A型环氧树脂180份、甲苯200份以及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷20-45份份加入到反应釜中，70℃搅拌混合均匀，然后加入三乙酰丙酮铝1份，升高温度至115℃，搅拌反应3小时，冷却后除去减压蒸馏除去甲苯及反应生成的低聚物，得到有机氟硅改性环氧树脂。
所得的有机氟硅改性环氧防腐涂层的物理化学性能如下：
铅笔硬度：F。
摆杆硬度：86。
耐冷凝水等级：一级。
耐盐雾性等级：一级。
耐氢氧化钠（50%）等级：一级。
耐丙酮等级：一级。
耐乙醇等级：一级。
实施例4
一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂30份、烯丙基缩水甘油醚12份、钛白粉28份、紫外吸收剂-327 5份、紫外吸收剂-531 2份、聚醚改性有机硅消泡剂3份、石墨烯微片8份、气相法白炭黑8份以及醋酸丁酯12份；
B组分包括以下组分：氨基硅油60份、锌粉65份、全氟烷基乙基丙烯酸酯15份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷15份。
一种有机氟改性环氧防腐涂层，所述的防腐涂层由前述的防腐涂料的AB组分相互混合均匀后，涂于基体表面后，在110 ℃下固化得到。
所述的有机氟硅改性环氧树脂制备方法如下：
（a）按重量份取二甲基二氯硅烷100份、3,3,3-三氟丙基三氯硅烷85份、二苯基二氯硅烷125份、水25份以及甲醇130份甲醇依次加入到反应釜中，-20℃下搅拌反应30分钟后，逐渐升高温度至50℃，继续反应4小时，反应结束后水洗至中性，整除溶剂得到含氟甲氧基硅树脂；
（b）按重量份数计取步骤（a）中的含氟甲氧基硅树脂100份、双酚A型环氧树脂180份、甲苯200份以及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷35份份加入到反应釜中，70℃搅拌混合均匀，然后加入三乙酰丙酮铝1份，升高温度至105℃，搅拌反应2小时，冷却后除去减压蒸馏除去甲苯及反应生成的低聚物，得到有机氟硅改性环氧树脂。
所得的有机氟硅改性环氧防腐涂层的物理化学性能如下：
铅笔硬度：F。
摆杆硬度：88。
耐冷凝水等级：一级。
耐盐雾性等级：一级。
耐氢氧化钠（50%）等级：一级。
耐丙酮等级：一级。
耐乙醇等级：一级。
实施例5
一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂28份、烯丙基缩水甘油醚12份、钛白粉26份、紫外吸收剂-327 4份、紫外吸收剂-531 2份、聚醚改性有机硅消泡剂2份、石墨烯微片7份、气相法白炭黑7份以及醋酸丁酯10份；
B组分包括以下组分：氨基硅油55份、锌粉55份、全氟烷基乙基丙烯酸酯12份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷13份。
一种有机氟改性环氧防腐涂层，所述的防腐涂层由前述的防腐涂料的AB组分相互混合均匀后，涂于基体表面后，在120℃下固化得到。
所述的有机氟硅改性环氧树脂制备方法如下：
（a）按重量份取二甲基二氯硅烷100份、3,3,3-三氟丙基三氯硅烷80份、二苯基二氯硅烷150份、水20份以及甲醇120份甲醇依次加入到反应釜中，-20℃下搅拌反应30分钟后，逐渐升高温度至60℃，继续反应6小时，反应结束后水洗至中性，整除溶剂得到含氟甲氧基硅树脂；
（b）按重量份数计取步骤（a）中的含氟甲氧基硅树脂100份、双酚A型环氧树脂200份、甲苯200份以及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷30份份加入到反应釜中，70℃搅拌混合均匀，然后加入三乙酰丙酮铝1.5份，升高温度至120℃，搅拌反应2.5小时，冷却后除去减压蒸馏除去甲苯及反应生成的低聚物，得到有机氟硅改性环氧树脂。
所得的有机氟硅改性环氧防腐涂层的物理化学性能如下：
铅笔硬度：F。
摆杆硬度：86。
耐冷凝水等级：一级。
耐盐雾性等级：一级。
耐氢氧化钠（50%）等级：一级。
耐丙酮等级：一级。
耐乙醇等级：一级。

Claims (6)

1.一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，其特征是，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂20-35份、烯丙基缩水甘油醚5-15份、钛白粉20-30份、紫外吸收剂-327 3-5份、紫外吸收剂-531 1-3份、聚醚改性有机硅消泡剂1-3份、石墨烯微片5-10份、气相法白炭黑5-10份以及醋酸丁酯9-12份；
B组分包括以下组分：氨基硅油50-60份、锌粉45-65份、 全氟烷基乙基丙烯酸酯10-15份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷10-15份；
所述的有机氟硅改性环氧树脂制备方法如下：
（a）按重量份取二甲基二氯硅烷100份、3,3,3-三氟丙基三氯硅烷80-100份、二苯基二氯硅烷120-150份、水20-25份以及甲醇120-140份甲醇依次加入到反应釜中，-20℃下搅拌反应30分钟后，逐渐升高温度至40-60℃，继续反应3-6小时，反应结束后水洗至中性，整除溶剂得到含氟甲氧基硅树脂；
（b）按重量份数计取步骤（a）中的含氟甲氧基硅树脂100份、双酚A型环氧树脂150-200份、甲苯200份以及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷20-45份份加入到反应釜中，70℃搅拌混合均匀，然后加入三乙酰丙酮铝0.5-1.5份，升高温度至105-120℃，搅拌反应2-3小时，冷却后除去减压蒸馏除去甲苯及反应生成的低聚物，得到有机硅改性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，其特征是，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂25-30份、烯丙基缩水甘油醚8-12份、钛白粉25-28份、紫外吸收剂-327 3-5份、紫外吸收剂-531 2份、聚醚改性有机硅消泡剂1-3份、石墨烯微片6-8份、气相法白炭黑6-8份以及醋酸丁酯10-12份；
B组分包括以下组分：氨基硅油50-60份、锌粉45-65份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10-15份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷10-15份。
3.根据权利要求1所述的一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，其特征是，所述的防腐涂料按照重量份数计包括AB组分，其中：
A组分包括以下组分： 有机氟硅改性环氧树脂100份、三聚氰酸环氧树脂28份、烯丙基缩水甘油醚12份、钛白粉26份、紫外吸收剂-327 4份、紫外吸收剂-531 2份、聚醚改性有机硅消泡剂2份、石墨烯微片7份、气相法白炭黑7份以及醋酸丁酯10份；
B组分包括以下组分：氨基硅油55份、锌粉55份、全氟烷基乙基丙烯酸酯12份以及3-氨基丙基三乙氧基硅烷13份。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种有机氟硅改性环氧防腐涂料，其特征是，所述的锌粉的粒度为400-600目。
5.一种有机氟硅改性环氧防腐涂层，其特征是，所述的防腐涂层由权利要求1-3中任意一项所述的防腐涂料的AB组分相互混合均匀后，涂于基体表面后，加热固化得到。
6.根据权利要求5所述的一种有机氟硅改性环氧防腐涂层，其特征是，所述的加热固化温度为80-120℃。
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