CN114045089A - 一种高固含环氧树脂涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环保环氧树脂涂料领域，具体涉及一种高固含环氧树脂涂料及其制备方法。该高固含环氧树脂涂料及包括以下重量份的各组份：A组分：环氧树脂稀释剂1‑10份，环氧树脂40‑50份，扩链剂30‑40份，第一溶剂10‑15份；B组分：环氧树脂(腰果酚型)固化剂90‑95份，环氧树脂促进剂0.010‑0.015份，第二溶剂5‑8份，助剂为2份；所述A组分与B组分的重量比为1:(0.5‑1)。该高固含环氧树脂涂料固含量可以超过80％，而含溶剂比例低。其低VOC含量可以在生产和施工过程中有效减少有机物排放，安全可靠，有益于保护环境，具有较好的耐水性和防腐性能，应用前景广阔。

Description

一种高固含环氧树脂涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于环保环氧树脂涂料领域，具体涉及一种高固含环氧树脂涂料及其制备方法。
背景技术
传统溶剂型涂料常含有大量挥发性有机化合物(VOC)，涂料是VOC的重要来源之一，目前工业VOC排放量巨大，涂料产业排放量占比很大，因此控制涂料中VOC的排放，开发环保型涂料对环境保护变得格外重要，符合人们对良好生态的追求。
环氧树脂是涂料领域重要的组成部分，有着较好的防腐、耐热、耐磨等性能。传统的溶剂型环氧涂料在生产、施工、固化过程中会排出大量的VOC，造成环境污染，对环境生态和施工人员身体健康带来极大危害。高固含环氧树脂涂料具有低VOC排放、良好的附着力、较好的防腐蚀性能，随着环保意识的加强，环境友好型高固含环氧树脂涂料越来越受到重视，探究新型高固体环氧树脂的合成与应用符合当前发展。
高固含环氧树脂涂料少加或不加溶剂，其应用对于环境保护有重要意义，在保留原有环氧树脂性能的前提下开发高品质的高固体份涂料是涂料研究的重要方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种高固含环氧树脂涂料及其制备方法。该涂料固体分含量高，含溶剂比例低，其低VOC含量可以在生产和施工过程中有效减少有机物排放，安全可靠，有益于保护环境，具有较好的耐水性和防腐性能，应用前景广阔。
本发明所提供的技术方案如下：
一种高固含环氧树脂涂料，包括以下重量份的各组份：
A组分：环氧树脂稀释剂1-10份，环氧树脂40-50份，扩链剂30-40份，第一溶剂10-15份；
B组分：环氧树脂固化剂90-95份，环氧树脂促进剂0.010-0.015份，第二溶剂5-8份，助剂为2份；
所述A组分与B组分的重量比为1:(0.5-1)。
上述技术方案中：
环氧树脂稀释剂作为溶剂，能在搅拌过程中降低涂料中的树脂粘度，以便于其和各组分更加充分的溶解，从而利于得到高固含的环氧树脂涂料，并可改善其工艺性能；
扩链剂可对环氧树脂进行改性，得到改良的环氧树脂，增加了原有环氧树脂的分子量，确保其成膜性能，从而利于得到高固含的环氧树脂；
环氧树脂促进剂可使环氧树脂体系加速固化，缩短固化时间，提高了高固含环氧树脂涂料的固化性能。
具体的，所述环氧树脂稀释剂选自丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚或1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚中的任意一种。
具体的，所述环氧树脂选自E51、E44或E20中的任意一种。
具体的，所述扩链剂选自聚天门冬氨酸酯树脂F420或F520中的任意一种。
具体的，所述环氧树脂固化剂选自无溶剂腰果酚固化剂(例如，浙江万盛股份有限公司的1101、1102)。
具体的，所述第一溶剂为二甲苯和正丁醇的混合液。
具体的，所述第二溶剂为二甲苯和正丁醇的混合液。
二甲苯和正丁醇作为溶剂，起稀释作用，可稳定溶解本发明中的高固含环氧树脂涂料，在高固含的同时确保整个体系的黏度较低，保证其“高固体，低粘度”的特征。
具体的，所述环氧树脂促进剂选自DMP-30或K54中的任意一种。
具体的，所述助剂包括重量比为3:1的润湿分散剂和消泡剂，其中，所述润湿分散剂选自BYK-333或BYK-334中的任意一种，所述消泡剂选自BYK-054或BYK-151中的任意一种。
本发明还提供了一种高固含环氧树脂涂料的制备方法，包括以下步骤：将A组分和B组分按配方的比例加入到反应釜中，充分搅拌5-10min得到所述的高固含环氧树脂涂料，其中：
A组分的制备方法包括以下步骤：
1)按照配方的量，将环氧树脂和环氧树脂稀释剂加入到烧瓶中，在温度65-75℃、在(300-400r/min)搅拌条件下滴加扩链剂，滴加2h-3h，充分反应，保温1-3h，得到改良的环氧树脂：
2)提高搅拌速度(400-500r/min)，加入所述第一溶剂，搅拌20-40min，降温至室温出料，制得A组分；
B组分的制备方法包括以下步骤：按照配方的量，将环氧树脂固化剂、所述第二溶剂、环氧树脂促进剂和所述助剂按照比例加入到反应釜中，充分搅拌，混合均匀，得到B组分；
其中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的总的用量为：使所述改良的环氧树脂在所述高固含环氧树脂涂料中的固含量为85％-90％。
总体上，通过本发明的技术方案，可以得到高固含环氧树脂涂料，固含量可以超过80％，而含溶剂比例低。其低VOC含量可以在生产和施工过程中有效减少有机物排放，安全可靠，有益于保护环境，具有较好的耐水性和防腐性能，应用前景广阔。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种高固体份环氧涂料，按重量份数计包括：
A组分：环氧树脂稀释剂1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚9.6份，环氧树脂E51为41.8份，扩链剂聚天门冬氨酸酯树脂F420为38.6份，溶剂二甲苯和正丁醇(二甲苯:正丁醇＝3:1)10份。
B组分：无溶剂腰果酚固化剂(浙江万盛股份有限公司的1101)90份，溶剂二甲苯和正丁醇(二甲苯:正丁醇＝3:1)8份，环氧树脂促进剂DMP-30为0.01份，助剂2份(润湿分散剂BYK-333和消泡剂BYK-054＝3:1)。
其制备方法，包括以下步骤：
A组分：
步骤一：将环氧树脂和环氧树脂稀释剂加入四口烧瓶，在温度70℃，高速搅拌条件下滴加扩链剂，滴加2.5h，充分反应，保温2h，得到改良的环氧树脂；
步骤二：提高搅拌速度，加入溶剂，使得改良的环氧树脂固含量占总体系的90％，搅拌30min降温至室温出料，制得A组分；
B组分：
将无溶剂腰果酚固化剂(浙江万盛股份有限公司的1101)、溶剂、环氧树脂促进剂和助剂按照比例混合，加入反应釜中，充分搅拌，混合均匀，得到B组分。
将A组分和B组分加入反应釜，充分搅拌5-10min得到高固含份环氧树脂涂料。
实施例2
一种高固体份环氧涂料，按重量份数计包括：
A组分：环氧树脂稀释剂己二甲醇二缩水甘油醚4.7份，环氧树脂E51为47.4份，扩链剂聚天门冬氨酸酯树脂F420为37.9份，溶剂二甲苯和正丁醇(二甲苯:正丁醇＝3:1)10份。
B组分：无溶剂腰果酚固化剂(浙江万盛股份有限公司的1102)80份，溶剂二甲苯和正丁醇(二甲苯:正丁醇＝3:1)8份，环氧树脂促进剂K54为0.015份，助剂2份(润湿分散剂BYK-333和消泡剂BYK-054＝3:1)。
其制备方法，包括以下步骤：
A组分：
步骤一：将环氧树脂和环氧树脂稀释剂加入四口烧瓶，在温度70℃，高速搅拌条件下滴加扩链剂，滴加2.5h，充分反应，保温2h，得到改良的环氧树脂；
步骤二：提高搅拌速度，加入溶剂，使得改良的环氧树脂固含量占总体系的90％，搅拌30min降温至室温出料，制得A组分；
B组分：
将无溶剂腰果酚固化剂(浙江万盛股份有限公司的1102)、溶剂、环氧树脂促进剂和助剂按照比例混合，加入反应釜中，充分搅拌，混合均匀，得到B组分。
将A组分和B组分加入反应釜，充分搅拌5-10min得到高固含份环氧树脂。
实施例3
一种高固体份环氧涂料，按重量份数计包括：
A组分：环氧树脂稀释剂乙二醇二缩水甘油醚7.9份，环氧树脂E51为36.3份，环氧树脂E20为11.1份，扩链剂聚天门冬氨酸酯树脂F520为34.7份，溶剂二甲苯和正丁醇(二甲苯:正丁醇＝3:1)10份；
B组分：无溶剂腰果酚固化剂(浙江万盛股份有限公司的1101)95份，溶剂二甲苯和正丁醇(二甲苯:正丁醇＝3:1)8份，环氧树脂促进剂DMP-30为0.01份，助剂2份(润湿分散剂BYK-334和消泡剂BYK-151＝3:1)。
其制备方法，包括以下步骤：
A组分：
步骤一：将环氧树脂和环氧树脂稀释剂加入四口烧瓶，在温度70℃，高速搅拌条件下滴加扩链剂，滴加2.5h，充分反应，保温2h，得到改良的环氧树脂；
步骤二：提高搅拌速度，加入溶剂，使得改良的环氧树脂固含量占总体系的90％，搅拌30min降温至室温出料，制得A组分；
B组分：
将无溶剂腰果酚固化剂(浙江万盛股份有限公司的1101)，环氧树脂促进剂和助剂按照比例混合，加入反应釜中，充分搅拌，混合均匀，得到B组分。
将A组分和B组分加入反应釜，充分搅拌5-10min得到高固含份环氧树脂。
实施例4
一种高固体份环氧涂料，按重量份数计包括：
A组分：环氧树脂稀释剂丙二醇二缩水甘油醚9.3份，环氧树脂E51为32.5份，环氧树脂E20为12.4份，扩链剂聚天门冬氨酸酯树脂F420为35.8份，溶剂二甲苯和正丁醇(二甲苯:正丁醇＝3:1)10份；
B组分：无溶剂腰果酚固化剂(浙江万盛股份有限公司的1102)85份，溶剂二甲苯和正丁醇(二甲苯:正丁醇＝3:1)8份，环氧树脂促进剂K54为0.01份，助剂2份(润湿分散剂BYK-334和消泡剂BYK-151＝3:1)。
其制备方法，包括以下步骤：
A组分：
步骤一：将环氧树脂和环氧树脂稀释剂加入四口烧瓶，在温度70℃，高速搅拌条件下滴加扩链剂，滴加2.5h，充分反应，保温2h，得到改良的环氧树脂；
步骤二：提高搅拌速度，加入溶剂，使得改良的环氧树脂固含量占总体系的90％，搅拌30min降温至室温出料，制得A组分；
B组分：
将无溶剂腰果酚固化剂(浙江万盛股份有限公司的1102)、溶剂、环氧树脂促进剂和助剂按照比例混合，加入反应釜中，充分搅拌，混合均匀，得到B组分。
将A组分和B组分加入反应釜，充分搅拌5-10min得到高固含份环氧树脂。
对各实施例所得高固体份环氧树脂进行性能测试，结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003349973620000071
Figure BDA0003349973620000081
可以看出，本发明所制备高固体份环氧树脂在高固含的情况下，仍然具有优异的耐水、耐冲击、耐腐蚀等性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高固含环氧树脂涂料，其特征在于，包括以下重量份的各组份：
A组分：环氧树脂稀释剂1-10份，环氧树脂40-50份，扩链剂30-40份，第一溶剂10-15份；
B组分：环氧树脂固化剂90-95份，环氧树脂促进剂0.010-0.015份，第二溶剂5-8份，助剂为2份；
所述A组分与B组分的重量比为1:(0.5-1)。
2.根据权利要求1所述的高固含环氧树脂涂料，其特征在于：所述环氧树脂稀释剂选自丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚或1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的高固含环氧树脂涂料，其特征在于：所述环氧树脂选自E51、E44或E20中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的高固含环氧树脂涂料，其特征在于：所述扩链剂选自聚天门冬氨酸酯树脂F420或F520中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的高固含环氧树脂涂料，其特征在于：所述环氧树脂固化剂选自无溶剂腰果酚固化剂、改性胺固化剂或低粘度脂环胺环氧固化剂中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的高固含环氧树脂涂料，其特征在于：
所述第一溶剂为二甲苯和正丁醇的混合液；
所述第二溶剂为二甲苯和正丁醇的混合液。
7.根据权利要求1所述的高固含环氧树脂涂料，其特征在于：所述环氧树脂促进剂选自DMP-30或K54中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的高固含环氧树脂涂料，其特征在于：所述助剂包括重量比为3:1的润湿分散剂和消泡剂，其中，所述润湿分散剂选自BYK-333或BYK-334中的任意一种，所述消泡剂选自BYK-054或BYK-151中的任意一种。
9.一种根据权利要求1至8任一所述的高固含环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将A组分和B组分按配方的比例加入到反应釜中，充分搅拌5-10min得到所述的高固含环氧树脂涂料，其中：
A组分的制备方法包括以下步骤：
1)按照配方的量，将环氧树脂和环氧树脂稀释剂加入到烧瓶中，在温度65-75℃、高速搅拌条件下滴加扩链剂，滴加2h-3h，充分反应，保温1-3h，得到改良的环氧树脂：
2)提高搅拌速度，加入所述第一溶剂，搅拌20-40min，降温至室温出料，制得A组分；
B组分的制备方法包括以下步骤：按照配方的量，将环氧树脂固化剂、所述第二溶剂、环氧树脂促进剂和所述助剂按照比例加入到反应釜中，充分搅拌，混合均匀，得到B组分；
其中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的总的用量为：使所述改良的环氧树脂在所述高固含环氧树脂涂料中的固含量为85％-90％。
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