CN114479619A - 一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防腐涂料技术领域，且公开了一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层，包括A组份和B组份，A组份包括：环氧树脂(E51)、聚硫橡胶(LP3)和三苯基膦(TPP)，B组份包括：磷酸锌和云母粉，还包括固化剂聚醚胺D230和N‑氨乙基哌嗪(AEP)。该聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层及制备方法，能够解决目前重防腐涂料大多无法很好地适应海上的高湿、高盐雾环境，涂层基体吸水率较高，在海上潮湿的环境中易发生溶胀、脱落，从而对海上盐雾等腐蚀介质的阻隔作用大大减弱的问题。

Description

一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层及制备方法
技术领域
本发明涉及防腐涂料技术领域，具体为一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐 涂层及制备方法。
背景技术
金属腐蚀现象在高盐高湿的海洋环境中非常常见，对海军装备造成的危 害和损失难以估量，给人员及武器装备的安全带来巨大隐患。常见重防腐技 术有阴极保护、金属封闭层、重防腐涂料等，其中重防腐涂料是海洋环境下 应用最为广泛的重防腐手段。重防腐涂料是指相对于常规防腐涂料而言，能 应用于更为严苛的腐蚀环境，且与常规防腐涂料相比保护期更长的一类防腐 涂料。
重防腐涂料施工方法比较简单，不受底材形状的限制，而且成本相对低 廉，在腐蚀防护中具有不可替代的地位。当前常见的重防腐涂料大多无法很 好地适应海上的高湿、高盐雾环境，涂层基体吸水率较高，在海上潮湿的环 境中易发生溶胀、脱落，从而对海上盐雾等腐蚀介质的阻隔作用大大减弱。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明采用液态聚硫橡胶增韧环氧树脂制备涂层 基体，以增强树脂基体的韧性，提供了一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层 及制备方法，解决了目前重防腐涂料大多无法很好地适应海上的高湿、高盐 雾环境，涂层基体吸水率较高，在海上潮湿的环境中易发生溶胀、脱落，从 而对海上盐雾等腐蚀介质的阻隔作用大大减弱的问题。
(二)技术方案
为实现增强树脂基体韧性的目的，本发明提供如下技术方案：一种聚硫 橡胶改性环氧树脂防腐涂层，包括A组份和B组份，所述A组份包括：环氧 树脂(E51)、聚硫橡胶(LP3)和三苯基膦(TPP)，所述B组份包括：磷酸 锌和云母粉，还包括固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)。
优选的，所述环氧树脂(E51)、聚硫橡胶(LP3)和三苯基膦(TPP)的 质量配比为100:60:0.48。
优选的，所述磷酸锌和云母粉的质量配比为3:2。
优选的，所述B组份和A组份的总质量配比为1:5。
优选的，所述固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)按照环氧当量 比例为1:1。
一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层制备方法，包括以下步骤：
S1：制造A组份：按照环氧树脂(E51):聚硫橡胶(LP3):三苯基膦(TPP) ＝100:60:0.48的质量配比将各原料加入三口瓶中，在90℃，利用电动搅拌机 在转速为200r/min下搅拌4小时，将其充分搅拌均匀，形成A组份聚合物备 用；
S2：制造B组份：将磷酸锌和云母粉按照3:2的质量配比形成B组份， 且B组份与A组份聚合物的总质量配比为1:5；
S3：将计量好的B组份，固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)按 照环氧当量比1:1的比例加入S1步骤中所制备的A组份聚合物中，并利用电 动搅拌机在转速为1000r/min下搅拌5分钟将其充分搅拌均匀，在常温真空 条件下脱气除泡10min后,将其浇注于聚四氟乙烯模具中，并在常温下保温固 化24小时后，在80℃下保温固化96小时，脱模得到固化后的聚硫橡胶改性 环氧树脂防腐涂层。
优选的，所述S3步骤中，常温为25℃。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层及 制备方法，具备以下有益效果：
该聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层及制备方法，聚硫橡胶在三苯基膦的 催化下和环氧树脂发生交联反应，相较于普通的共混相容性更好，有效整合 了两者增强聚合物基体的优势，弥补了各自的劣势，克服了传统聚硫橡胶/环 氧树脂基体因相容性差导致的吸水率的问题，使基体的吸水率大大降低，同 时通过适当比例的防锈颜填料磷酸锌和云母粉的添加，力学性能和防腐性能 极大提升，制成的防腐涂料可适应海上的高湿、高盐雾环境。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层，包括A组份和B组份，A组份包括： 环氧树脂(E51)、聚硫橡胶(LP3)和三苯基膦(TPP)，B组份包括：磷酸 锌和云母粉，还包括固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)。
环氧树脂(E51)、聚硫橡胶(LP3)和三苯基膦(TPP)的质量配比为 100:60:0.48。
磷酸锌和云母粉的质量配比为3:2。
B组份和A组份的总质量配比为1:5。
固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)按照环氧当量比例为1:1。
一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层制备方法，包括以下步骤：
S1：制造A组份：按照环氧树脂(E51):聚硫橡胶(LP3):三苯基膦(TPP) ＝100:60:0.48的质量配比将各原料加入三口瓶中，在90℃，利用电动搅拌机 在转速为200r/min下搅拌4小时，将其充分搅拌均匀，形成A组份聚合物备 用；
S2：制造B组份：将磷酸锌和云母粉按照3:2的质量配比形成B组份， 且B组份与A组份聚合物的总质量配比为1:5；
S3：将计量好的B组份，固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)按 照环氧当量比1:1的比例加入S1步骤中所制备的A组份聚合物中，并利用电 动搅拌机在转速为1000r/min下搅拌5分钟将其充分搅拌均匀，在常温25℃ 真空条件下脱气除泡10min后,将其浇注于聚四氟乙烯模具中，并在常温25℃ 下保温固化24小时后，在80℃下保温固化96小时，脱模得到固化后的聚硫 橡胶改性环氧树脂防腐涂层。
实验对比：
制备甲配方聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层：
取环氧树脂(E51)100g、聚硫橡胶(LP3)60g、三苯基膦(TPP)0.48g， 将各原料加入三口瓶中，在90℃利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4 小时将其充分搅拌均匀，取磷酸锌19.2g、云母粉12.8g加入并利用高速分散 机在转速为3600转下进行高速分散，再加入16g聚醚胺D230固化剂和12g N- 氨乙基哌嗪(AEP)固化剂，利用电动搅拌机在转速为1000r/min下搅拌5分 钟使其混合均匀，随后在25℃下保温固化24小时以及在80℃下保温固化96 小时制得防腐涂料。
制备乙配方聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层：
取环氧树脂(E51)100g、聚硫橡胶(LP3)60g和三苯基膦(TPP)0.48g， 将各原料加入三口瓶中，在90℃利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4 小时将其充分搅拌均匀，取磷酸锌6.4g、云母粉25.6g加入并利用高速分散 机在转速为3600转下进行高速分散，再加入16g聚醚胺D230固化剂和12g N- 氨乙基哌嗪(AEP)固化剂，利用电动搅拌机在转速为1000r/min下搅拌5分 钟使其混合均匀，随后在25℃下保温固化24小时以及在80℃下保温固化96 小时制得防腐涂料。
依照GB/T528-2009，使用万能拉力试验机(CMT4204，美特斯工业系统(中 国)有限公司)测试其拉伸强度；依照GB/T13936-1992《硫化橡胶与金属粘接 拉伸剪切强度测定方法》和GB/T11211-2009测定与底材金属的粘接强度；依 照GB/T 531.1-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第1部分：邵 氏硬度计法(邵尔硬度)》，使用KHL810D邵氏硬度计对样品进行测量；依 照GB/T1034-2008《塑料吸水性的测定》标准进行测定；
试样尺寸为50mm×50mm×1mm，测试温度为23℃±2℃，测试时间 为45天；
电化学阻抗测试采用三电极体系，工作电极为涂层/标准测试钢板，参 比电极为饱和甘汞电极，对电极为石墨电极，浸泡在质量分数为3.5％的NaCl 溶液中进行测试，测试频率范围105Hz-10-2Hz，测试正弦波信号振幅为50 mV，在开路电位下进行测试，温度为室温，所用仪器为科斯特CS310H电化学 工作站。
Figure BDA0003512678310000051
结果分析：甲配方制备的聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层相比乙配方制 备的聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层，涂料拉伸强度提高了24.1％，粘接强度 提高了32.4％，硬度提高了15.1％，饱和吸水率降低了67.1％，低频绝对阻抗 模量提高了24.9％。
该聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层及制备方法，聚硫橡胶在三苯基膦的 催化下和环氧树脂发生交联反应，相较于普通的共混相容性更好，有效整合 了两者增强聚合物基体的优势，弥补了各自的劣势，克服了传统聚硫橡胶/环 氧树脂基体因相容性差导致的吸水率的问题，使基体的吸水率大大降低，同 时通过适当比例的防锈颜填料磷酸锌和云母粉的添加，力学性能和防腐性能 极大提升，制成的防腐涂料可适应海上的高湿、高盐雾环境。
需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的 包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些 要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方 法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括 一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者 设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (7)

1.一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层，其特征在于：包括A组份和B组份，所述A组份包括：环氧树脂(E51)、聚硫橡胶(LP3)和三苯基膦(TPP)，所述B组份包括：磷酸锌和云母粉，还包括固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)。
2.根据权利要求1所述的一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层，其特征在于：所述环氧树脂(E51)、聚硫橡胶(LP3)和三苯基膦(TPP)的质量配比为100:60:0.48。
3.根据权利要求1所述的一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层，其特征在于：所述磷酸锌和云母粉的质量配比为3:2。
4.根据权利要求1所述的一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层，其特征在于：所述B组份和A组份的总质量配比为1:5。
5.根据权利要求1所述的一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层，其特征在于：所述固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)按照环氧当量比例为1:1。
6.一种基于权利要求1-5中任一项所述的聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制造A组份：按照环氧树脂(E51):聚硫橡胶(LP3):三苯基膦(TPP)＝100:60:0.48的质量配比将各原料加入三口瓶中，在90℃，利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4小时，将其充分搅拌均匀，形成A组份聚合物备用；
S2：制造B组份：将磷酸锌和云母粉按照3:2的质量配比形成B组份，且B组份与A组份聚合物的总质量配比为1:5；
S3：将计量好的B组份，固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)按照环氧当量比1:1的比例加入S1步骤中所制备的A组份聚合物中，并利用电动搅拌机在转速为1000r/min下搅拌5分钟将其充分搅拌均匀，在常温真空条件下脱气除泡10min后,将其浇注于聚四氟乙烯模具中，并在常温下保温固化24小时后，在80℃下保温固化96小时，脱模得到固化后的聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层。
7.根据权利要求6所述的一种聚硫橡胶改性环氧树脂防腐涂层制备方法，其特征在于：所述S3步骤中，常温为25℃。
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