CN109054578B - 一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料 - Google Patents

一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，按重量份数计，配方组成为：粉末环氧树脂30‑40份、有机氟改性环氧树脂10‑12份、有机硅改性脂肪胺固化剂5‑10份、有机硅流平剂2‑3份、聚丙烯增韧剂1‑3份、1,4‑环己基二甲醇二苯酯0.2‑0.5份、铝酸酯偶联剂2‑4份、氮化硅粉2‑4份、钛白粉5‑8份、颜填料0‑5份。本发明将耐腐蚀性能高的反应型有机氟改性环氧树脂引入到涂料体系之中，高分子涂膜形成耐腐蚀三维网状结构的整体；在有机氟改性环氧树脂结构中引入二甲基丙烯基二磷酸三钠(作为缓蚀剂)，缓蚀剂不游离，长期发挥缓蚀作用；本发明具有重防腐、持久防腐的特性。

Description

一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料
技术领域
本发明涉及一种粉末涂料，尤其涉及一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，属于防腐涂料技术领域。
背景技术
防腐涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料。按其涂料膜层的耐腐蚀程度和使用要求，通常将防腐蚀涂料分为通用型和重防腐型两类。根据使用环境腐蚀介质的情况选用不同类型的防腐蚀涂料。在一般大气环境的腐蚀条件下，如机床、汽车、铁路车辆、工程机械等行业，常采用通用型防腐蚀涂料，此时还要求涂层具有较高的装饰功能；在工业或海洋性大气腐蚀环境条件下，如化工、石油化工、冶金、海洋工程等行业，多采用重防腐蚀涂料。
环氧树脂粉末涂料以其粘接力强、耐高温和优异的电绝缘性能，它一般由环氧树脂、固化剂、颜料、填料和助剂组成。环氧树脂是粉末涂料中的基料，是重要的成膜物质；固化剂与环氧树脂反应，使其聚合交联，是粉未涂料中不可缺少的组分；颜料、填料、助剂是环氧粉末涂料配方中的重要组分，它们的加入能有效的改善环氧粉末涂料的物理和化学性质。其中良好的填料在粉末涂料中起骨架作用，增强涂膜性能，也可以降低粉末涂料的生产成本，还可以提高粉末的上粉率和喷涂面积等。在重防腐涂料领域，环氧树脂粉末涂料存在在苛刻环境下涂膜变软、防腐能力持久性差的缺点。
中国专利CN201410572287.5公开了一种船舶表面用粉末涂料，其原料按重量份包括：蓖麻油改性水性聚氨酯75-78份，环氧树脂23-26份，聚三氟氯乙烯8-11份，空心玻璃微珠8-11份，超细碳酸钙14-15份，滑石粉4-5份，有机蒙脱土1-3份，钛酸酯偶联剂KR-TTS1.5-1.8份，固化剂0.2-0.5份，防霉剂0.5-0.8份，颜料20-23份。该发明具有优异的憎水憎油性、防污性和耐腐蚀性，海洋生物难以附着，适于船舶表面的使用环境。该发明聚三氟氯乙烯与环氧树脂仅为物理共混，在长期苛刻条件下，涂膜体系容易被破坏。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，本发明旨在提供一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。
本发明采取以下技术方案，一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，按重量份数计，配方组成为：粉末环氧树脂30-40份、有机氟改性环氧树脂10-12份、有机硅改性脂肪胺固化剂5-10份、有机硅流平剂2-3份、聚丙烯增韧剂1-3份、1,4-环己基二甲醇二苯酯0.2-0.5份、铝酸酯偶联剂2-4份、氮化硅粉2-4份、钛白粉5-8份、颜填料0-5份。
所述的有机氟改性环氧树脂的合成方法为：通氮气条件下向反应装置中，50-60重量份的乙醇、5-10重量份的丁醇、15-30重量份的去离子水水、8-14重量份的含氟不饱和单体、1-3重量份的环氧基不饱和单体、0.5-1重量份的二甲基丙烯基二磷酸三钠、0.2-0.3重量份的引发剂、0.3-0.5重量份的分散稳定剂，800-1200r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至60-90℃，800-1200r/min转速下保温分散聚合8-12h，冷却至室温，经过滤、干燥沉淀，得有机氟改性环氧树脂.
所述的粉末环氧树脂为E-12、E-20、E-14中的至少一种。
所述的有机硅改性脂肪胺固化剂为八(二乙烯三氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷、八(三乙烯四氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷、八(四乙烯五氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷中的至少一种。
所述的铝酸酯偶联剂为异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯、三硬脂酸酰氧基铝酸酯、三乙酰丙酮铝、三异丙氧基铝中的至少一种。
所述的含氟不饱和单体为2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯、(全氟己基)乙烯、1H,1H,2H-全氟-1-己烯、1H,1H,2H-全氟-1-癸烯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯、1H,1H,2H-全氟-1-十二烯中的至少一种。
所述的环氧基不饱和单体为烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
所述的分散稳定剂为聚乙烯基吡咯烷酮。
本发明所述的的粉末涂料的制备方法为：将本发明所述的耐腐蚀环氧树脂粉末涂料的按配方组成在混合设备中充分混合均匀；然后通过螺杆挤出机熔融挤出，控制加料段温度60℃，熔融段温度98℃，出料段温度110℃；熔融物料经压片机压片，控制厚度在2-3mm，经破碎送入磨粉机中粉碎，过200目筛，得耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
1、具有更高的耐腐蚀性：(1)将耐腐蚀性能高的反应型有机氟改性环氧树脂引入到涂料体系之中，高分子涂膜形成耐腐蚀三维网状结构的整体；(2)在有机氟改性环氧树脂结构中引入二甲基丙烯基二磷酸三钠(作为缓蚀剂)，缓蚀剂不游离，长期发挥缓蚀作用；
2、采用有机硅改性脂肪胺作固化剂，固化剂结构中特殊的笼型聚倍半硅氧烷可提高涂料固化后的耐腐蚀性能；
3、采用氮化硅粉作增硬耐腐蚀填料，一方面利用氮化硅粉特有的硬度物理增硬和耐腐蚀性能，另一方面利用氮化硅粉通过铝酸酯偶联剂与环氧树脂体系结合，化学上提高涂膜的硬度和耐腐蚀性；采用聚丙烯作增韧剂，提高了涂抹的耐冲击性能，同时其与1,4-环己基二甲醇二苯酯一同发挥脱气作用，降低了脱气剂的添加量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
实施例1
一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，按重量份数计，配方组成为：粉末环氧树脂E-1240份、有机氟改性环氧树脂12份、八(四乙烯五氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷10份、有机硅流平剂2份、聚丙烯增韧剂1份、1,4-环己基二甲醇二苯酯0.5份、三硬脂酸酰氧基铝酸酯2份、氮化硅粉4份、钛白粉8份、颜填料5份；
其中，所述的有机氟改性环氧树脂的合成方法为：通氮气条件下向反应装置中，54重量份的乙醇、7重量份的丁醇、18重量份的去离子水水、10重量份的1H,1H,2H-全氟-1-癸烯、1.2重量份的烯丙基缩水甘油醚、0.7重量份的二甲基丙烯基二磷酸三钠、0.25重量份的偶氮二异丁腈、0.4重量份的聚乙烯基吡咯烷酮，900r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至80℃，900r/min转速下保温分散聚合10h，冷却至室温，经过滤、干燥沉淀，得有机氟改性环氧树脂。
实施例2
一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，按重量份数计，配方组成为：粉末环氧树脂E-1430份、有机氟改性环氧树脂10份、八(四乙烯五氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷5份、有机硅流平剂3份、聚丙烯增韧剂3份、1,4-环己基二甲醇二苯酯0.2份、异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯4份、氮化硅粉2份、钛白粉5份；
其中，所述的有机氟改性环氧树脂的合成方法为：通氮气条件下向反应装置中，50重量份的乙醇、10重量份的丁醇、15重量份的去离子水水、8重量份的1H,1H,2H-全氟-1-十二烯、3重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1重量份的二甲基丙烯基二磷酸三钠、0.2重量份的偶氮二异丁腈、0.5重量份的聚乙烯基吡咯烷酮，800r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至90℃，1200r/min转速下保温分散聚合8h，冷却至室温，经过滤、干燥沉淀，得有机氟改性环氧树脂。
实施例3
一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，按重量份数计，配方组成为：粉末环氧树脂E-2033份、有机氟改性环氧树脂11份、八(三乙烯四氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷6份、有机硅流平剂2.5份、聚丙烯增韧剂2.5份、1,4-环己基二甲醇二苯酯0.3份、三硬脂酸酰氧基铝酸酯3份、氮化硅粉3.5份、钛白粉7份、颜填料2份；
其中，所述的有机氟改性环氧树脂的合成方法为：通氮气条件下向反应装置中，60重量份的乙醇、5重量份的丁醇、30重量份的去离子水水、14重量份的2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯、1重量份的烯丙基缩水甘油醚、0.5重量份的二甲基丙烯基二磷酸三钠、0.3重量份的偶氮二异庚腈、0.3重量份的聚乙烯基吡咯烷酮，1200r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至60℃，800r/min转速下保温分散聚合12h，冷却至室温，经过滤、干燥沉淀，得有机氟改性环氧树脂。
实施例1-3中耐腐蚀环氧树脂粉末涂料按照以下方法制备：
按配方组成在混合设备中将各组分充分混合均匀；然后通过螺杆挤出机熔融挤出，控制加料段温度60℃，熔融段温度98℃，出料段温度110℃；熔融物料经压片机压片，控制厚度在2-3mm，经破碎送入磨粉机中粉碎，过200目筛，得耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。
实施例1-3中的环氧树脂粉末涂料与市售某公司耐腐蚀环氧粉末涂料(对比例)，以电晕喷枪静电喷涂在1.0mm厚的除锈、除油冷轧钢板上，然后在180℃下烘烤20min，涂层厚度70μm±3μm，性能测试结果如下表。
Figure GDA0002516696590000061
尽管本发明已作了详细说明并引用了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，配方组成为：粉末环氧树脂30-40份、有机氟改性环氧树脂10-12份、有机硅改性脂肪胺固化剂5-10份、有机硅流平剂2-3份、聚丙烯增韧剂1-3份、1,4-环己基二甲醇二苯酯0.2-0.5份、铝酸酯偶联剂2-4份、氮化硅粉2-4份、钛白粉5-8份、颜填料0-5份；
其中，所述的有机氟改性环氧树脂的合成方法为：通氮气条件下向反应装置中，加入50-60重量份的乙醇、5-10重量份的丁醇、15-30重量份的去离子水、8-14重量份的含氟不饱和单体、1-3重量份的环氧基不饱和单体、0.5-1重量份的二甲基丙烯基二磷酸三钠、0.2-0.3重量份的引发剂、0.3-0.5重量份的分散稳定剂，800-1200r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至60-90℃，800-1200r/min转速下保温分散聚合8-12h，冷却至室温，经过滤、干燥沉淀，得有机氟改性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的粉末环氧树脂为E-12、E-20、E-14中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的有机硅改性脂肪胺固化剂为八(二乙烯三氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷、八(三乙烯四氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷、八(四乙烯五氨基丙基)笼型聚倍半硅氧烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的铝酸酯偶联剂为异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯、三硬脂酸酰氧基铝酸酯、三乙酰丙酮铝、三异丙氧基铝中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的含氟不饱和单体为2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯、(全氟己基)乙烯、1H,1H,2H-全氟-1-己烯、1H,1H,2H-全氟-1-癸烯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯、1H,1H,2H-全氟-1-十二烯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的环氧基不饱和单体为烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
7.据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述的分散稳定剂为聚乙烯基吡咯烷酮。
8.据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：其制备方法为：按配方组成在混合设备中将各组分充分混合均匀；然后通过螺杆挤出机熔融挤出，控制加料段温度60℃，熔融段温度98℃，出料段温度110℃；熔融物料经压片机压片，控制厚度在2-3mm，经破碎送入磨粉机中粉碎，过200目筛，得耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。
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Application publication date: 20181221

Assignee: Ningbo Aiyong New Material Technology Co., Ltd

Assignor: Ningbo Shuangren New Material Co., Ltd

Contract record no.: X2021330000690

Denomination of invention: Corrosion resistant epoxy resin powder coating

Granted publication date: 20201127

License type: Common License

Record date: 20211105

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220402

Address after: 315502 No. 75, fengheng Road North, Xiwu street, Fenghua City, Ningbo City, Zhejiang Province

Patentee after: Ningbo Changcheng powder coating Co.,Ltd.

Address before: No.15 Zhuhai Road, Chengdong Industrial Park, Xiangshan County, Ningbo City, Zhejiang Province, 315700

Patentee before: NINGBO SHUANGREN NEW MATERIAL CO.,LTD.

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