CN109627908A - 一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料 - Google Patents

一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂40‑60份、丙烯酸树脂2‑5份、硅酮树脂3‑8份、磷酸锌2‑5份、改性纳米二氧化硅2‑6份、石棉粉0.5‑1.8份、碳纤维0.3‑1.7份、纳米钛黑0.5‑1.6份、水滑石0.1‑1份、煤矸石粉1‑2.8份、纳米氮化钛1‑3份、聚酰胺2‑7份、偏苯三酸酐正丁酯3‑6份、三乙醇胺2‑5份、溶剂29‑38份、助剂1‑3份。本发明提出的耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其与基材的附着力强，耐腐蚀性好，耐热性能和抗冲击性能优异。

Description

一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料。
背景技术
环氧树脂涂料具有良好的机械性能、电绝缘性能和较好的热、化学稳定性，且具有防腐、防水、防霉、收缩率低等优势，与金属的附着力强、易于加工成型，目前已被广泛用于汽车、造船、航空、机械、化工以及大型水利工程和土木建筑工业等方面；但是环氧树脂涂膜的耐热性欠佳，这就在很大程度上限制了其在某些领域的应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其与基材的附着力强，耐腐蚀性好，耐热性能和抗冲击性能优异。
本发明提出的一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂40-60份、丙烯酸树脂2-5份、硅酮树脂3-8份、磷酸锌2-5份、改性纳米二氧化硅2-6份、石棉粉0.5-1.8份、碳纤维0.3-1.7份、纳米钛黑0.5-1.6份、水滑石0.1-1份、煤矸石粉1-2.8份、纳米氮化钛1-3份、聚酰胺2-7份、偏苯三酸酐正丁酯3-6份、三乙醇胺2-5份、溶剂29-38份、助剂1-3份。
优选地，所述环氧树脂为有机硅改性环氧树脂。
优选地，所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂。
优选地，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：以硅烷偶联剂KH-550为改性剂对纳米二氧化硅进行改性，得到氨基化纳米二氧化硅；将氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液混合，在冰水浴中反应5-8h，然后加入对羟基苯甲醛的甲苯溶液，在60-70℃下反应3.5-5.5h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
优选地，在改性纳米二氧化硅的制备过程中，硅烷偶联剂KH-550、纳米二氧化硅的重量比为0.4-0.7：1；氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液、对羟基苯甲醛的重量比为1.4-1.7：0.5-0.8：2-3。
优选地，所述纳米钛黑的平均粒径为80-100nm。
优选地，所述溶剂为甲基异丁酮、二甲苯、丙酮、糠醛中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述助剂包括防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂，且防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂的重量比为2-3：0.2-1：0.3-0.9：0.1-1。
本发明所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料可以按照常规的环氧树脂涂料制备工艺制备而成。
本发明所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其原料中以环氧树脂为主料，同时添加了丙烯酸树脂、硅酮树脂与其配合，其中的硅酮树脂耐高温性好，丙烯酸树脂、硅酮树脂与环氧树脂配合后，发挥各原料的优点，提高了涂膜的防护功能，赋予涂料优异的耐腐蚀性，同时耐热性和柔韧性好；在改性纳米二氧化硅的制备过程中，首先以硅烷偶联剂KH-550为改性剂对纳米二氧化硅进行改性，得到氨基化纳米二氧化硅，之后以氨基化纳米二氧化硅与甲醛、对羟基苯甲醛为原料进行了反应，通过控制反应的条件，使纳米二氧化硅表面的氨基与对羟基苯甲醛和甲醛进行了反应，从而将含醛基的聚苯并噁嗪结构引入到了纳米二氧化硅的表面得到改性纳米二氧化硅，改善了其性质，将其加入涂料中，在涂料固化的过程中，交联密度高，固化收缩率低、热稳定性好，同时与磷酸锌、石棉粉、碳纤维、纳米钛黑、水滑石、煤矸石粉、纳米氮化钛配合，在基体中形成了网络结构，可以有效的分散应力，防止出现应力集中，大大提高了涂膜的抗冲击性，在涂层燃烧的过程中，残炭率高，赋予涂层一定的阻燃性，同时显著提高了涂层的耐热性；具体选择了聚酰胺、偏苯三酸酐正丁酯、三乙醇胺作为固化剂，三者相互配合，降低了固化的活化能，使反应更容易进行，所得涂层的致密性更好，附着力达到22.85MPa，硬度达到104HR以上，在质量分数为3.5％的氯化钠溶液中浸泡24h后无明显锈蚀，耐腐蚀性好。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂60份、丙烯酸树脂2份、硅酮树脂8份、磷酸锌2份、改性纳米二氧化硅6份、石棉粉0.5份、碳纤维1.7份、纳米钛黑0.5份、水滑石1份、煤矸石粉1份、纳米氮化钛3份、聚酰胺2份、偏苯三酸酐正丁酯6份、三乙醇胺2份、溶剂38份、助剂1份。
实施例2
本发明提出的一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂40份、丙烯酸树脂5份、硅酮树脂3份、磷酸锌5份、改性纳米二氧化硅2份、石棉粉1.8份、碳纤维0.3份、纳米钛黑1.6份、水滑石0.1份、煤矸石粉2.8份、纳米氮化钛1份、聚酰胺7份、偏苯三酸酐正丁酯3份、三乙醇胺5份、溶剂29份、助剂3份。
实施例3
本发明提出的一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂58份、丙烯酸树脂2.8份、硅酮树脂7份、磷酸锌2.8份、改性纳米二氧化硅5份、石棉粉0.7份、碳纤维1.5份、纳米钛黑0.7份、水滑石0.8份、煤矸石粉1.4份、纳米氮化钛2.7份、聚酰胺3份、偏苯三酸酐正丁酯5.3份、三乙醇胺2.8份、溶剂36份、助剂1.8份；
其中，所述环氧树脂为有机硅改性环氧树脂；
所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：以硅烷偶联剂KH-550为改性剂对纳米二氧化硅进行改性，得到氨基化纳米二氧化硅；将氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液混合，在冰水浴中反应5h，然后加入对羟基苯甲醛的甲苯溶液，在70℃下反应3.5h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅；
在改性纳米二氧化硅的制备过程中，硅烷偶联剂KH-550、纳米二氧化硅的重量比为0.4：1；氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液、对羟基苯甲醛的重量比为1.7：0.5：3；
所述纳米钛黑的平均粒径为80nm；
所述溶剂为二甲苯、糠醛的混合物；
所述助剂包括防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂，且防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂的重量比为2：1：0.3：1。
实施例4
本发明提出的一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂46份、丙烯酸树脂4.3份、硅酮树脂4份、磷酸锌4.7份、改性纳米二氧化硅3份、石棉粉1.6份、碳纤维0.5份、纳米钛黑1.3份、水滑石0.3份、煤矸石粉2.6份、纳米氮化钛1.8份、聚酰胺6份、偏苯三酸酐正丁酯3.8份、三乙醇胺4.7份、溶剂31份、助剂2.7份；
其中，所述环氧树脂为有机硅改性环氧树脂；
所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：以硅烷偶联剂KH-550为改性剂对纳米二氧化硅进行改性，得到氨基化纳米二氧化硅；将氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液混合，在冰水浴中反应8h，然后加入对羟基苯甲醛的甲苯溶液，在60℃下反应5.5h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅；
在改性纳米二氧化硅的制备过程中，硅烷偶联剂KH-550、纳米二氧化硅的重量比为0.7：1；氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液、对羟基苯甲醛的重量比为1.4：0.8：2；
所述纳米钛黑的平均粒径为100nm；
所述溶剂为甲基异丁酮；
所述助剂包括防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂，且防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂的重量比为3：0.2：0.9：0.1。
实施例5
本发明提出的一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其原料按重量份包括：环氧树脂52份、丙烯酸树脂3.3份、硅酮树脂6.5份、磷酸锌3.7份、改性纳米二氧化硅4份、石棉粉1份、碳纤维1.2份、纳米钛黑0.9份、水滑石0.6份、煤矸石粉2份、纳米氮化钛2份、聚酰胺5.3份、偏苯三酸酐正丁酯5份、三乙醇胺3.8份、溶剂31份、助剂2份；
其中，所述环氧树脂为有机硅改性环氧树脂；
所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂；
所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：以硅烷偶联剂KH-550为改性剂对纳米二氧化硅进行改性，得到氨基化纳米二氧化硅；将氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液混合，在冰水浴中反应7h，然后加入对羟基苯甲醛的甲苯溶液，在65℃下反应4h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅；
在改性纳米二氧化硅的制备过程中，硅烷偶联剂KH-550、纳米二氧化硅的重量比为0.6：1；氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液、对羟基苯甲醛的重量比为1.5：0.7：2.6；
所述纳米钛黑的平均粒径为90nm；
所述溶剂为甲基异丁酮、二甲苯、丙酮、糠醛的混合物；
所述助剂包括防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂，且防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂的重量比为2.6：0.7：0.6：0.5。
对比例1
与实施例5的唯一不同在于，不添加实施例5的改性纳米二氧化硅。
对比例2
与实施例5的唯一不同在于，将实施例5中的改性纳米二氧化硅替换为普通纳米二氧化硅。
对比例3
与实施例5的唯一不同在于，将实施例5中的改性纳米二氧化硅替换为硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅。
对比例4
与实施例5的唯一不同在于，不含有实施例5中的硅酮树脂。
采用热重分析对涂料的热稳定性进行检测，实施例1-5中涂料的热分解温度均在237.8℃以上；实施例5的热分解温度为276.4℃，对比例1的热分解温度为176.3℃，对比例2的热分解温度为203.6℃，对比例3的热分解温度为225.0℃，对比例4的热分解温度为232.1℃。
按照GB/T 1043的测试方法，对涂料的耐冲击性进行测试(48kJ/m，常温)，经测试知，实施例1-5以及对比例4中涂料涂膜均无裂纹，而对比例1-3中涂膜均有裂纹。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧树脂40-60份、丙烯酸树脂2-5份、硅酮树脂3-8份、磷酸锌2-5份、改性纳米二氧化硅2-6份、石棉粉0.5-1.8份、碳纤维0.3-1.7份、纳米钛黑0.5-1.6份、水滑石0.1-1份、煤矸石粉1-2.8份、纳米氮化钛1-3份、聚酰胺2-7份、偏苯三酸酐正丁酯3-6份、三乙醇胺2-5份、溶剂29-38份、助剂1-3份。
2.根据权利要求1所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其特征在于，所述环氧树脂为有机硅改性环氧树脂。
3.根据权利要求1或2所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其特征在于，所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：以硅烷偶联剂KH-550为改性剂对纳米二氧化硅进行改性，得到氨基化纳米二氧化硅；将氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液混合，在冰水浴中反应5-8h，然后加入对羟基苯甲醛的甲苯溶液，在60-70℃下反应3.5-5.5h，反应结束后洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
5.根据权利要求4所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其特征在于，在改性纳米二氧化硅的制备过程中，硅烷偶联剂KH-550、纳米二氧化硅的重量比为0.4-0.7：1；氨基化纳米二氧化硅、质量分数为37％的甲醛溶液、对羟基苯甲醛的重量比为1.4-1.7：0.5-0.8：2-3。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其特征在于，所述纳米钛黑的平均粒径为80-100nm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其特征在于，所述溶剂为甲基异丁酮、二甲苯、丙酮、糠醛中的一种或者多种的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐腐蚀耐热环氧树脂涂料，其特征在于，所述助剂包括防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂，且防沉剂、润湿分散剂、消泡剂和流平剂的重量比为2-3：0.2-1：0.3-0.9：0.1-1。
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