CN110922853A - 一种具有高Tg重防腐高分子复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有高Tg重防腐高分子复合材料及其制备方法，具有以下质量百分比的组分：双酚A环氧树脂0～18％、改性环氧树脂30～58％、丙烯酸橡胶改性环氧树脂0～11％、固化剂3～6％、颜料和填料20～30％、助剂2～6％、固化促进剂0.4～1％、聚苯基硫醚5～12％。本发明采用刚性环结构替代普通环氧树脂中的甘油醚结构，调整双酚A环氧树脂与改性环氧树脂，最终形成的高分子复合材料的Tg在120℃～150℃之间，从而解决现有技术的缺陷。并且通过适量添加丙烯酸橡胶改性环氧树脂，来改善因环氧树脂中甘油醚结构减少所带来的高分子复合材料的脆性问题。利用聚苯硫醚优异的耐酸碱性和耐溶剂性能，提高涂膜高温高压下的耐酸和耐溶剂性能。
Description
技术领域
本发明涉及化工涂料领域，尤其涉及一种具有高Tg重防腐高分子复合材料及其制备方法。
背景技术
腐蚀是引起管道破坏或失效的主要原因之一，埋地管道或深海采油管道的腐蚀情况不能直接观察到，发生泄漏等情况时不容易及时发现且不便维修，因此防止或减缓管道腐蚀，不仅有明显的经济效益，也有重大的社会效益。
目前国际上的长输、采油、采气管线普遍采用环氧粉末涂装的防腐体系，该体系环氧涂膜Tg(即玻璃化温度)只有100℃左右，如果温度达到100℃，涂膜就会因软化而失去相应性能，导致无法为管线提供有效的保护，因此为满足100℃以上高温输送介质管道以及深海高温高压环境下采油管道的防腐，必须开发出涂膜Tg更高的产品。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种涂覆于钢管表面，形成连续致密且具有高玻璃化温度的高分子复合涂膜，可对钢管进行防腐蚀保护的高分子复合材料及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，具有以下质量百分比的组分：双酚A环氧树脂0～18％、改性环氧树脂30～58％、丙烯酸橡胶改性环氧树脂0～11％、固化剂3～6％、颜料和填料20～30％、助剂2～6％、固化促进剂0.4～1％、聚苯基硫醚5～12％。
上述技术方案所述双酚A环氧树脂的环氧当量为780～850g/eq，软化点为95～105℃，所选用的产品型号为环氧树脂6825。
上述技术方案所述改性环氧树脂为带有酮醚结构、刚性环结构和异氰酸酯中两种或三种的改性环氧树脂，环氧当量为380～420g/eq，软化点为95～105℃，所选用的产品型号为环氧树脂6868、KD-2011、KD-2012H、DER6508中的一种。
上述技术方案所述丙烯酸橡胶改性环氧树脂其状态为半固态，所选用的产品型号为KR692环氧树脂，环氧当量为650～780g/eq。
上述技术方案所述聚苯基硫醚的粒度D50为20～30μm，其重均分子量为2.26×104，水分≤0.32％，分子式为:
上述技术方案所述固化剂为双氰胺，其中双氰胺的熔点为210℃，D90粒径≤6μm。
上述技术方案所述颜料为金红石型钛白粉、氧化铬绿、酞菁蓝、酞菁绿、氧化铁红、炭黑中的一种或多种；所述填料为硫酸钡、硫酸钙或硅微粉中的一种或多种，平均粒径≤10μm。
上述技术方案所述助剂包括流平剂、分散剂、脱气剂、松散剂，所述流平剂为丙烯酸酯共聚物，所述分散剂为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，所述脱气剂为二苯乙醇酮、乙撑双硬脂酰胺蜡中的一种，松散剂包括气相二氧化硅或氧化铝C。
上述技术方案所所述固化促进剂为二甲基咪唑。
本发明还提供一种具有高Tg重防腐高分子复合材料的制备方法，具有以下步骤：
步骤1，按质量百分比称取各组分后加入混料机混合；
步骤2，将混合的物料加入螺杆挤出机熔融挤出半成品；
步骤3，将熔融挤出的半成品冷却破碎后进入空气分级磨粉碎，粉碎的物料过100目筛网筛选出成品；
步骤4，将过筛后的成品抽样喷板检验，合格后包装入库。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
(1)本发明采用刚性环结构替代普通环氧树脂中的甘油醚结构，使得树脂与氨基反应后形成的高分子复合材料具有更高的Tg。
(2)本发明通过调整双酚A环氧树脂与改性环氧树脂的添加量，从而可以使最终高分子复合材料的Tg在120℃～150℃之间可调整，从而满足不同使用环境对高分子复合材料不同Tg的要求。
(3)本发明通过适量添加丙烯酸橡胶改性环氧树脂，来改善因环氧树脂中甘油醚结构减少所带来的高分子复合材料的脆性问题。
(4)本发明利用聚苯硫醚优异的耐酸碱性和耐溶剂性能，提高涂膜高温高压下的耐酸和耐溶剂性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明双酚A环氧树脂所选用的产品型号为环氧树脂6825，改性环氧树脂为环氧树脂6868、KD-2011、KD-2012H、DER6508中的一种，丙烯酸橡胶改性环氧树脂所选用的产品型号为KR692环氧树脂。所使用的生产设备和生产方法为本领域公知常识，在此不多累述。
(实施例1)
按下面质量份称取各组分：6825环氧树脂20.0份、DER6508环氧树脂38.10份、双氰胺2.70份、R960钛白粉5.70份、400目硅微粉24.0份、炭黑0.3份、二甲基咪唑0.35份、流平剂1.0份、分散剂0.50份、安息香脱气剂0.25份、聚苯基硫醚7.0份、松散剂0.1份。
将各组分加入混料机混合，混合的物料加入螺杆挤出机熔融挤出半成品；冷却、破碎后进入空气分级磨粉碎，粉碎的物料过100目筛网筛选出成品，将过筛后的成品抽样喷板检验。
(实施例2)
按下面质量份称取各组分：DER6508环氧树脂50.20份、双氰胺3.3份、KR692环氧树脂7.50份、R960钛白粉3.60份、400目硅微粉20.20份、氧化铬绿3.0份、二甲基咪唑0.35份、流平剂1.0份、分散剂0.50份、安息香脱气剂0.25份、聚苯基硫醚10.0份、松散剂0.1份。
将各组分加入混料机混合，混合的物料加入螺杆挤出机熔融挤出半成品；冷却、破碎后进入空气分级磨粉碎，粉碎的物料过100目筛网筛选出成品，将过筛后的成品抽样喷板检验。
实施例1和实施例2的喷板检验数据见下表所示：
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于，具有以下质量百分比的组分：
双酚A环氧树脂 0～18％、
改性环氧树脂 30～58％、
丙烯酸橡胶改性环氧树脂 0～11％、
固化剂 3～6％、
颜料和填料 20～30％、
助剂 2～6％、
固化促进剂 0.4～1％、
聚苯基硫醚 5～12％。
2.根据权利要求1所述的一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于：所述双酚A环氧树脂的环氧当量为780～850g/eq，软化点为95～105℃，所选用的产品型号为环氧树脂6825。
3.根据权利要求1所述的一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于：所述改性环氧树脂为带有酮醚结构、刚性环结构和异氰酸酯中两种或三种的改性环氧树脂，环氧当量为380～420g/eq，软化点为95～105℃，所选用的产品型号为环氧树脂6868、KD-2011、KD-2012H、DER6508中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于：所述丙烯酸橡胶改性环氧树脂其状态为半固态，所选用的产品型号为KR692环氧树脂，环氧当量为650～780g/eq。
5.根据权利要求1所述的一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于：所述聚苯基硫醚的粒度D50为20～30μm，其重均分子量为2.26×104，水分≤0.32％，分子式为:
6.根据权利要求1所述的一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于：所述固化剂为双氰胺，其中双氰胺的熔点为210℃，D90粒径≤6μm。
7.根据权利要求1所述的一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于：所述颜料为金红石型钛白粉、氧化铬绿、酞菁蓝、酞菁绿、氧化铁红、炭黑中的一种或多种；
所述填料为硫酸钡、硫酸钙或硅微粉中的一种或多种，平均粒径≤10μm。
8.根据权利要求1所述的一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于：所述助剂包括流平剂、分散剂、脱气剂、松散剂，所述流平剂为丙烯酸酯共聚物，所述分散剂为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，所述脱气剂为二苯乙醇酮、乙撑双硬脂酰胺蜡中的一种，松散剂包括气相二氧化硅或氧化铝C。
9.根据权利要求1所述的一种具有高Tg重防腐高分子复合材料，其特征在于：所述固化促进剂为二甲基咪唑。
10.一种如权利1至9任一所述的具有高Tg重防腐高分子复合材料的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：
步骤1，按质量百分比称取各组分后加入混料机混合；
步骤2，将混合的物料加入螺杆挤出机熔融挤出半成品；
步骤3，将熔融挤出的半成品冷却破碎后进入空气分级磨粉碎，粉碎的物料过100目筛网筛选出成品；
步骤4，将过筛后的成品抽样喷板检验，合格后包装入库。
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