CN109504214B - 一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料及其制备方法，按重量份数计，配方组成为：有机氟环氧树脂料40‑60份、聚对苯二甲酰对苯二胺粉10‑15份、含氟咪唑类固化剂5‑10份、流平剂3‑5份、消泡剂1‑2份、增塑剂2‑4份、钛酸酯偶联剂2‑4份、颜填料0‑30份。所述的有机氟环氧树脂料采用核壳法分散聚合而得，粒径、分子量更加均匀，同时由于采用含氟不饱和单体，本发明制备所得的防腐粉末涂料的疏水性、疏油性、防腐性能都较好。

Description

一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料及其 制备方法
技术领域
本发明涉及一种粉末涂料，尤其涉及一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料及其制备方法，属于防腐涂料技术领域。
背景技术
随着涂料产品品种越来越多，应用范围的不断扩大，涂料工业已成为化学工业中一个重要的独立工业生产部分。且在涂料工业中，粉末涂料属于发展最快的一类。由于世界上出现了严重的大气污染，环保法规对污染控制日益严格，要求开发无公害、省资源的涂料品种。因此，无溶剂、具有保护和装饰综合性能的粉末涂料，便因其具有的经济效益和社会效益而获得飞速发展。
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。
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具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料。
本发明采取以下技术方案，一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，配方组成为：有机氟环氧树脂料40-60份、聚对苯二甲酰对苯二胺粉10-15份、含氟咪唑类固化剂5-10份、流平剂3-5份、消泡剂1-2份、增塑剂2-4份、钛酸酯偶联剂2-4份、颜填料0-30份。
其中，所述的有机氟环氧树脂料的环氧值为0.12-0.16；所述的有机氟环氧树脂料的合成方法为：
(1)首先将6-14份的含氟不饱和单体、6-8份的不饱和环氧单体、5-10份硬单体、4-6份软单体、0.05-0.15份引发剂混合均匀，得滴加液a；
(2)通氮气条件下，向反应釜中依次加入10份去离子水、40-60份正丁醇、0.6-1份的含氟不饱和单体、1-2份硬单体、0.5-1份软单体、0.3-0.5份的分散剂、0.02-0.04份引发剂，1000-1200r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至95-110℃反应0.5h；
(3)然后向其中滴加滴加液a，1-2h滴加完毕，继续在1000-1200r/min转速、95-110℃下保温分散聚合8-12h，冷却至室温，经过滤、干燥、乙醇洗涤、干燥沉淀，得有机氟环氧树脂料。
所述的含氟咪唑类固化剂为N-全氟丁基咪唑、N-全氟己基咪唑、氯化-1-乙基-3-三氟甲基咪唑中的至少一种。
所述的流平剂为丙烯酸类粉体流平剂、有机硅粉体流平剂、聚氨酯粉体流平剂中的至少一种；所述的消泡剂为有机硅消泡剂、有机氟消泡剂中的一种。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的至少一种。
所述的钛酸酯偶联剂为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、三异丙基基单硬脂酸钛酸酯偶联剂、单异丙基三硬脂酸钛酸酯偶联剂中的至少一种。
所述的颜填料为滑石粉、硅石粉、云母粉、磷酸锌、钼酸锌、氧化铁红、三聚磷酸铝、偏硼酸钡、高岭土、膨润土、磷铁粉、石墨粉、水性色浆中的至少一种。
所述的含氟不饱和单体为甲基丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟辛醇)酯、丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟辛醇)酯、1H,1H,2H-全氟-1-癸烯、甲基丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟十二醇)酯、丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟十二醇)酯中的至少一种；所述的不饱和环氧单体为乙烯醇缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；所述的硬单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种；所述的软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种；所述的引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸、过氧化苯甲酰、偶氮二异庚腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述的分散剂为聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮中的至少一种。
所述的具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料的制备方法为：首先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65±5℃，熔融段温度105±5℃，出料段温度120±5℃；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，得具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料。
相对于现有技术，本发明具有以下优点或有益效果：所述的有机氟环氧树脂料采用核壳法分散聚合而得，粒径、分子量更加均匀，同时由于采用含氟不饱和单体，本发明所述的防腐粉末涂料的疏水性、疏油性、防腐性能都较好；本发明核壳聚合合成的有机氟环氧树脂料为丙烯酸类环氧树脂，硬单体(甲基)丙烯酸异冰片酯类的加入克服了双酚A类环氧树脂固化后硬度偏低的缺点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐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
一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，配方组成为：有机氟环氧树脂料48份、聚对苯二甲酰对苯二胺粉14份、N-全氟丁基咪唑7份、丙烯酸类粉体流平剂4份、有机硅消泡剂1.3份、邻苯二甲酸二异丁酯2.9份、单异丙基三硬脂酸钛酸酯偶联剂2.5份、滑石粉20份；
其中，本实施例所述的有机氟环氧树脂料的环氧值为0.12；所述的有机氟环氧树脂料的合成方法为：
(1)首先将6份的丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟辛醇)酯、6份的乙烯醇缩水甘油醚、10份丙烯酸异冰片酯、6份甲基丙烯酸叔丁酯、0.05份偶氮二异庚腈混合均匀，得滴加液a；
(2)通氮气条件下，向反应釜中依次加入10份去离子水、40份正丁醇、1份的丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟辛醇)酯、2份丙烯酸异冰片酯、0.5份甲基丙烯酸叔丁酯、0.3份的聚乙烯基吡咯烷酮、0.04份偶氮二异庚腈，1200r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至95℃反应0.5h；
(3)然后向其中滴加滴加液a，1h滴加完毕，继续在1200r/min转速、95℃下保温分散聚合12h，冷却至室温，经过滤、干燥、乙醇洗涤、干燥沉淀，得有机氟环氧树脂料。
实施例2
一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，配方组成为：有机氟环氧树脂料40份、聚对苯二甲酰对苯二胺粉15份、N-全氟己基咪唑5份、有机硅粉体流平剂5份、有机氟消泡剂1份、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯4份、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯2份、云母粉30份；
其中，本实施例所述的有机氟环氧树脂料的环氧值为0.16；所述的有机氟环氧树脂料的合成方法为：
(1)首先将14份的甲基丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟十二醇)酯、8份的甲基丙烯酸缩水甘油酯、5份甲基丙烯酸异冰片酯、4份丙烯酸异辛酯、0.15份过氧化苯甲酸混合均匀，得滴加液a；
(2)通氮气条件下，向反应釜中依次加入10份去离子水、60份正丁醇、0.6份的甲基丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟十二醇)酯、1份甲基丙烯酸异冰片酯、1份丙烯酸异辛酯、0.5份的聚乙二醇、0.02份过氧化苯甲酸，1000r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至110℃反应0.5h；
(3)然后向其中滴加滴加液a，2h滴加完毕，继续在1000r/min转速、110℃下保温分散聚合8h，冷却至室温，经过滤、干燥、乙醇洗涤、干燥沉淀，得有机氟环氧树脂料。
实施例3
一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，配方组成为：有机氟环氧树脂料60份、聚对苯二甲酰对苯二胺粉10份、氯化-1-乙基-3-三氟甲基咪唑10份、聚氨酯粉体流平剂3份、有机硅消泡剂2份、邻苯二甲酸二异癸酯2份、三异丙基基单硬脂酸钛酸酯偶联剂4份；
其中，本实施例所述的有机氟环氧树脂料的环氧值为0.15；所述的有机氟环氧树脂料的合成方法为：
(1)首先将9份的丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟十二醇)酯、6.5份的丙烯酸缩水甘油酯、7份丙烯酸异冰片酯、5份甲基丙烯酸丁酯、0.1份过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，得滴加液a；
(2)通氮气条件下，向反应釜中依次加入10份去离子水、50份正丁醇、0.9份的丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟十二醇)酯、1.2份丙烯酸异冰片酯、0.6份甲基丙烯酸丁酯、0.4份的聚乙烯基吡咯烷酮、0.03份过氧化苯甲酸叔丁酯，1100r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至100℃反应0.5h；
(3)然后向其中滴加滴加液a，1.4h滴加完毕，继续在1100r/min转速、100℃下保温分散聚合9h，冷却至室温，经过滤、干燥、乙醇洗涤、干燥沉淀，得有机氟环氧树脂料。
实施例1-3中具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料按照以下方法制备：
首先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65±5℃，熔融段温度105±5℃，出料段温度120±5℃；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，得具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料。
实施例1-3中的环氧树脂粉末涂料与市售某公司环氧防腐粉末涂料(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±5℃下烘烤20min，涂层厚度50μm±5μm，性能测试结果如下表：
Figure BDA0001861131730000071
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)

1.一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，按重量份数计，配方组成为：有机氟环氧树脂料40-60份、聚对苯二甲酰对苯二胺粉10-15份、含氟咪唑类固化剂5-10份、流平剂3-5份、消泡剂1-2份、增塑剂2-4份、钛酸酯偶联剂2-4份、颜填料0-30份；
所述的有机氟环氧树脂料的合成方法为：
首先将6-14份的含氟不饱和单体、6-8份的不饱和环氧单体、5-10份硬单体、4-6份软单体、0.05-0.15份引发剂混合均匀，得滴加液a；所述的硬单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种；
通氮气条件下，向反应釜中依次加入10份去离子水、40-60份正丁醇、0.6-1份的含氟不饱和单体、1-2份硬单体、0.5-1份软单体、0.3-0.5份的分散剂、0.02-0.04份引发剂，1000-1200r/min转速搅拌分散均匀，同时加热至95-110℃反应0.5h；
然后向其中滴加滴加液a，1-2h滴加完毕，继续在1000-1200r/min转速、95-110℃下保温分散聚合8-12h，冷却至室温，经过滤、干燥、乙醇洗涤、干燥沉淀，得有机氟环氧树脂料。
2.根据权利要求1所述的一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，所述的含氟不饱和单体为甲基丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟辛醇)酯、丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟辛醇)酯、1H,1H,2H-全氟-1-癸烯、甲基丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟十二醇)酯、丙烯酸(1H,1H,2H,2H-全氟十二醇)酯中的至少一种；所述的不饱和环氧单体为乙烯醇缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种；所述的软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，所述的引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸、过氧化苯甲酰、偶氮二异庚腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述的分散剂为聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮中的至少一种。
4.根据权利要求1 所述的一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，所述的含氟咪唑类固化剂为N-全氟丁基咪唑、N-全氟己基咪唑、氯化-1-乙基-3-三氟甲基咪唑中的至少一种。
5.根据权利要求1 所述的一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，所述的流平剂为丙烯酸类粉体流平剂、有机硅粉体流平剂、聚氨酯粉体流平剂中的至少一种；所述的消泡剂为有机硅消泡剂、有机氟消泡剂中的一种。
6.根据权利要求1 所述的一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的至少一种。
7.根据权利要求1 所述的一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，所述的钛酸酯偶联剂为异丙基三（十二烷基苯磺酰基）钛酸酯、三异丙基基单硬脂酸钛酸酯偶联剂、单异丙基三硬脂酸钛酸酯偶联剂中的至少一种。
8.根据权利要求1 所述的一种具有自洁效果的疏水耐玷污环氧树脂防腐粉末涂料，其特征在于，所述的颜填料为滑石粉、硅石粉、云母粉、磷酸锌、钼酸锌、氧化铁红、三聚磷酸铝、偏硼酸钡、高岭土、膨润土、磷铁粉、石墨粉、水性色浆中的至少一种。
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