CN110713774B - 一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料及其制备方法，属于粉末涂料技术领域，包含如下按质量份计的组分：酚醛改性环氧树脂100~150份；氢化酚氧树脂10~20份；偶联剂1~3份；低温固化剂13~21份；低温固化促进剂5~8份；钛白粉6~8份；硅灰石粉60~80份；长石粉10~20份；湿法绢云母粉10~15份；流平剂2~4份；增光剂2~4份；安息香0.5~1份；抗结团剂0.5~0.8份。所述涂料可提高粉末涂层的柔韧性，同时具有低温快速固化、优异的附着力、耐盐雾和耐阴极剥离等防腐性能，对基材起到很好的长效防护作用。

Description

一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末涂料技术领域，具体涉及一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是一种生产效率高、涂膜性能优良、生态环保、经济型的涂料产品。环氧粉末涂料作为粉末涂料的一种，具有熔融黏度低、流平好、物理性能优异、电绝缘性好、耐化学品腐蚀、长效防腐性能优异等优点，在钢质埋地管线、混凝土钢筋、桥梁钢筋缆索等防腐领域中得到广泛的应用。
常规环氧粉末涂料由固体环氧树脂、酚羟基固化剂、颜填料和助剂组成，需要在高温180℃～230℃下才能完全的固化成膜，表现出优异的机械性能和防腐性能。但是对于高钢级管线钢(如X80，X100，X120)、铝合金结构件等基材，在如此高温下力学性能会下降，降低材料的使用稳定性和寿命。另一方面，在管线、钢筋的施工过程中不可避免的要做折弯或拧结，这就需要环氧粉末涂层具有非常优异的韧性，满足各种弯曲变形，同时要保持优异的机械性能和防腐性能。
专利CN 103666203B公开了了我公司开发的一种低温快速固化环氧粉末涂料，实现了170℃/2.5min下完全固化，具有优异的机械性能和防腐性能，但其主要适用于对于弯曲形变较小的管道领域，用于钢筋、钢筋缆索等需要任意变形的领域时涂层容易开裂，其使用仍有一定的局限性。
专利CN 106750187A公开了一种重防腐环氧粉末涂料用酚类固化剂，并将其用于环氧粉末涂料的制备，表现出优异的韧性，可以用于钢筋、钢筋缆索的防腐。但是其固化条件为180℃/15min，固化温度高、时间长，能源消耗高，效率低，同时对于高温下基材力学性能会降低的基材不适用。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明的目的一在于提供一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料，目的二在于提供制备所述涂料的方法。所述涂料可提高粉末涂层的柔韧性，同时具有低温快速固化、优异的附着力、耐盐雾和耐阴极剥离等防腐性能，对基材起到很好的长效防护作用。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：
一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料，包含如下按质量份计的组分：
Figure BDA0002218692610000021
所述的酚醛改性环氧树脂的环氧值优选为0.12～0.135eq/100g，软化点优选为110～120℃。
所述的氢化酚氧树脂的结构式为：
Figure BDA0002218692610000022
进一步地，所述氢化酚氧树脂的合成工艺为：在氮气保护下向反应器中加入氢化双酚A型环氧树脂和氢化双酚A，使氢化双酚A型环氧树脂中的环氧基与氢化双酚A中酚羟基的摩尔比为1.1:1，形成混合物；然后向混合物中加入混合物总质量20％的N,N-二甲基乙酰胺，再加入混合物总质量0.4％的催化剂三苯基膦；在氮气保护下，搅拌回流升温至170℃，保温反应4h出料，抽滤，将得到的液体放入真空干燥箱干燥，得白色固体状树脂，粉碎得到氢化酚氧树脂。
所述偶联剂优选为L708，含有亲水基团和亲油基团，能将有机物树脂与无机物颜填料更好的结合增加附着、弯曲和抗冲击性能；
所述的低温固化剂优选为Amanda V92X，是合成树脂类固化剂，与环氧树脂具有很好的相容性；
所述低温固化促进剂为HB31和TP3126的混合物，混合比例(1～4:1)，HB31和TP3126是环脒类物质，可以有提高进环氧树脂与低温固化剂在低温条件下的反应速率缩短固化时间；
所述的钛白粉优选为金红石型钛白粉，R818、R2012、R902中的任意一种；
所述的流平剂优选为通用型流平剂，为L88、PV88、GLP588中的任意一种；
所述增光剂为701；
所述的抗结团剂优选为AEROSIL R 972、AEROXIDE Alu C中的任意一种；
本发明还提供一种所述的高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料的制备方法，包含如下步骤：
步骤一、按照质量份分别取酚醛改性环氧树脂、氢化酚氧树脂、偶联剂、低温固化剂、低温固化促进剂、钛白粉、硅灰石粉、长石粉、湿法绢云母粉、流平剂、增光剂、安息香和抗结团剂；
步骤二、将酚醛改性环氧树脂、氢化酚氧树脂、偶联剂、低温固化剂、低温固化促进剂、钛白粉、硅灰石粉、长石粉、湿法绢云母粉、流平剂、增光剂、安息香在混料机中混合3～5min，得到预混物；
步骤三、将步骤二制得的预混物通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、压片，粉碎，得到碎片，其中挤出机1区温度优选为110～120℃，2区温度优选为90～100℃；
步骤四、将步骤三制得的碎片用ACM分级磨磨粉，磨粉过程中辅助喂料抗结块剂，用100目筛网筛分，得到高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料；
有益效果：
1、本发明提供的高韧性低温固化重防腐环氧粉末涂料采用氢化酚氧树脂是一种线性高分子量的树脂，具有坚韧可延展性，分子结构中含羟基提高了其极性可以与酚醛改性环氧树脂形成氢键，相容性很好，同时羟基可以大大提高涂层与基材的附着力。酚醛改性环氧树脂经氢化酚氧树脂改性，在低温固化促进剂催化下，与低温固化剂交联固化成膜，形成三维立体互穿网络结构，制备出的高韧性低温快速固化环氧粉末涂料的涂层具有优异的低温快速固化性能、优异的韧性和附着力。经检测，本发明的环氧粉末涂料可以在150℃温度下，7～8分钟完全固化；-30℃温度下，4°弯曲涂层完好无裂纹，钢筋180°弯曲无裂纹，8J冲击无漏点。
2、本发明提供的高韧性低温固化重防腐环氧粉末涂料具有优异的长效附着力、耐阴极剥离性能和耐化学品腐蚀性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
(1)将100份酚醛改性环氧树脂、20份氢化酚氧树脂、偶联剂L708、13份低温固化剂Amanda V92X、4份低温固化促进剂HB31、1份低温固化促进剂TP3126、6份钛白粉R818、60份硅灰石粉、10份长石粉、10份湿法绢云母粉、2份流平剂L88、2份增光剂701、1份安息香在混料机中混合3min，得到预混物；
(2)将步骤(3)制得的预混物通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、压片，粉碎，得到碎片，其中挤出机1区温度优选为110℃，2区温度优选为90℃；
(3)将步骤(2)制得的碎片用ACM分级磨磨粉，磨粉过程中辅助喂料0.5份的抗结块剂AEROSIL R 972，用100目筛网筛分，得到高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料；
实施例2
本实施例粉末涂料的制备方法如下：
(1)将130份酚醛改性环氧树脂、15份氢化酚氧树脂、2份钛酸酯偶联剂、18份低温固化剂Amanda V92X、3份低温固化促进剂HB31、3份低温固化促进剂TP3126、7份钛白粉R2012、70份硅灰石粉、15份长石粉、13份湿法绢云母粉、3份流平剂PV88、3份增光剂701、0.8份安息香在混料机中混合4min，得到预混物；
(2)将步骤(3)制得的预混物通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、压片，粉碎，得到碎片，其中挤出机1区温度优选为115℃，2区温度优选为95℃；
(3)将步骤(2)制得的碎片用ACM分级磨磨粉，磨粉过程中辅助喂料0.6份抗结块剂AEROSIL R 972，用100目筛网筛分，得到高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料；
实施例3
(1)将150份酚醛改性环氧树脂、10份氢化酚氧树脂、1份钛酸酯偶联剂、21低温固化剂Amanda V92X、6份低温固化促进剂HB31、2份低温固化促进剂TP3126、8份钛白粉R902、80份硅灰石粉、20份长石粉、15份湿法绢云母粉、4份流平剂GLP588、4份增光剂701、0.5份安息香在混料机中混合5min，得到预混物；
(2)将步骤(3)制得的预混物通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、压片，粉碎，得到碎片，其中挤出机1区温度优选为120℃，2区温度优选为100℃；
(3)将步骤(2)制得的碎片用ACM分级磨磨粉，磨粉过程中辅助喂料0.8份抗结块剂AEROXIDE Alu C，用100目筛网筛分，得到高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料；
效果实施例
以实施例1～3制得的高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料以及市售的重防腐环氧粉末涂料为检测对象，进行涂膜外观、附着力等项目检测。
主要技术指标和检验结果如表1所示。由表1的性能指标及检验结果可以看出，本发明产品在具备优异韧性和低温快速固化性能，其弯曲性能、抗冲击性能和低温固化性能远远优于市售产品，同时具有优异的附着力、耐阴极剥离、耐盐雾和耐化学品腐蚀等防腐性能。
表1实施例1～3制得的高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料主要性能检验结果
Figure BDA0002218692610000051
Figure BDA0002218692610000061
需要说明的是，以上所述的实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料，其特征在于：包含如下按质量份计的组分：酚醛改性环氧树脂100~150份；氢化酚氧树脂10~20份；偶联剂1~3份；低温固化剂13~21份；低温固化促进剂5~8份；钛白粉6~8份；硅灰石粉60~80份；长石粉10~20份；湿法绢云母粉10~15份；流平剂2~4份；增光剂2~4份；安息香0.5~1份；抗结团剂0.5~0.8份；
所述的氢化酚氧树脂的结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
所述氢化酚氧树脂的合成工艺为：在氮气保护下向反应器中加入氢化双酚A型环氧树脂和氢化双酚A，使氢化双酚A型环氧树脂中的环氧基与氢化双酚A中酚羟基的摩尔比为1.1:1，形成混合物；然后向混合物中加入混合物总质量20%的N, N-二甲基乙酰胺，再加入混合物总质量0.4%的催化剂三苯基膦；在氮气保护下，搅拌回流升温至170℃，保温反应4h出料，抽滤，将得到的液体放入真空干燥箱干燥，得白色固体状树脂，粉碎得到氢化酚氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料，其特征在于：所述的酚醛改性环氧树脂的环氧值为0.12～0.135eq/100g，软化点为110～120℃。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料，其特征在于：所述偶联剂为L708；所述的低温固化剂为Amanda V92X；所述低温固化促进剂为HB31和TP3126的混合物，混合比例（1~4:1）；所述的钛白粉为金红石型钛白粉；所述的流平剂为通用型流平剂，为L88、PV88、GLP588中的任意一种；所述增光剂为701；所述的抗结团剂为AEROSIL R 972、AEROXIDE Alu C中的任意一种。
4.制备如权利要求1-3任意一种所述的高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料的方法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤一、按照质量份分别取酚醛改性环氧树脂、氢化酚氧树脂、偶联剂、低温固化剂、低温固化促进剂、钛白粉、硅灰石粉、长石粉、湿法绢云母粉、流平剂、增光剂、安息香和抗结团剂；
步骤二、将酚醛改性环氧树脂、氢化酚氧树脂、偶联剂、低温固化剂、低温固化促进剂、钛白粉、硅灰石粉、长石粉、湿法绢云母粉、流平剂、增光剂和安息香在混料机中混合3~5min，得到预混物；
步骤三、将步骤二制得的预混物通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、压片，粉碎，得到碎片，其中挤出机1区温度110～120℃，2区温度90～100℃；
步骤四、将步骤三制得的碎片用ACM分级磨磨粉，磨粉过程中辅助喂料抗结团剂，用100目筛网筛分，得到高韧性低温快速固化重防腐环氧粉末涂料。
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