CN114989702A - 一种环氧树脂复合防腐涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及防腐涂层材料领域，具体公开了一种环氧树脂复合防腐涂层及其制备方法。所述环氧树脂复合防腐涂层由A、B两个组分组成；所述A组分由环氧树脂、固化剂和其他助剂组成；所述B组分由环氧树脂、固化剂、填料、其他助剂组成；所述环氧树脂为嵌段改性的环氧树脂或橡胶改性的双酚A型环氧树脂；本申请制得的环氧树脂复合防腐涂层防腐蚀性能较好。
Description
技术领域
本申请涉及防腐涂层材料领域，更具体地说，它涉及一种环氧树脂复合防腐涂层及其制备方法。
背景技术
环氧防腐涂料是由环氧树脂搭配各种防锈颜料或者金属颜料(如锌粉、铝粉)制成的一种高性能的防腐涂料，在施工前按既定比例加入胺类固化剂，固化成膜后涂层具有附着力强、耐酸、耐碱、耐溶剂等特点。但是由于大部分环氧树脂分子主链上含有芳香醚键，漆膜经日光照射后容易降解断链，产生粉化现象(耐候性较差)，因此环氧防腐涂料不适合用作暴露在室外的面漆，而适合用作底漆。环氧防腐涂料广泛用在钢结构、船舶、港口机械、桥梁和化工储罐等领域。但是长时间在海水等盐水中浸泡，其涂层也容易受到破坏，要及时修补。
针对上述中的相关技术，发明人认为目前环氧树脂防腐涂层的防腐蚀性能一般，导致其使用寿命较短。
发明内容
为了提高环氧树脂防腐涂层的防腐蚀性能，本申请提供一种环氧树脂复合防腐涂层及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种环氧树脂复合防腐涂层，采用如下的技术方案：
一种环氧树脂复合防腐涂层，所述涂层由A、B两个组分组成；所述A组分由环氧树脂、固化剂和其他助剂组成；所述B组分由环氧树脂、固化剂、填料、其他助剂组成；所述环氧树脂为嵌段改性的环氧树脂或橡胶改性的双酚A型环氧树脂。
通过采用上述技术方案，本申请采用A、B双组份共同制得环氧树脂防腐涂层，A组份由环氧树脂、固化剂和其他助剂组成，B组分由环氧树脂、固化剂、填料、其他助剂组成。其中，A、B组份中的环氧树脂采用嵌段改性的环氧树脂或以橡胶改性的双酚A型环氧树脂，嵌段改性的环氧树脂这类的环氧树脂由于具有软段-硬段相间的结构，在保持环氧树脂本身优良性能的基础上赋予其良好的柔韧性，并对其硬度、耐磨及热变形温度影响较小；另一种是以橡胶改性的双酚A型环氧树脂，由于脂肪族长链的引入，树脂的韧性冲击强度得到了极大的增强。这两类的改性环氧树脂除了具有非常好的韧性外，还具有比普通双酚A类的环氧树脂更好的润湿能力和界面附着力。
作为优选，所述A组分由如下重量份的原料组成：环氧树脂50-65份、固化剂5-15份和其他助剂4-12份。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化A组份原料之间的配比，使制得的环氧树脂复合防腐涂层具有较好的力学性能和防腐性能。
作为优选，所述B组分由如下重量份的原料组成：环氧树脂35-50份、固化剂8-20份、填料10-25份、其他助剂5-15份。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化B组份原料之间的配比，使制得的环氧树脂复合防腐涂层具有较好的力学性能和防腐性能。
作为优选，所述固化剂为芳香胺、聚酰胺中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，交联体系中引入了支链固化剂，在不降低交联密度保证涂层硬度的前提下，形成的互穿网络效应使得能量在众多微相界面得以耗散，从而起到增韧效果；新型固化剂具有独特的分子结构，带有不饱和双键的直链，降低了环氧树脂体系的表面能和表面张力，提高了环氧树脂涂料在涂敷表面上的流动性和附着力。长碳链以及苯环结构能够显著提高环氧树脂体系的耐水性和耐腐蚀性。长碳链上的不饱和双键则降低了固化剂的粘度，并且促进分子链在低温下的流动性，从而提高了固化交联速度。
作为优选，所述A组分中的其他助剂包括如下重量份的组分：促进剂1-2份、增韧剂5-10份、流平剂1.5-3.5份、高效消泡剂1-3份。
作为优选，所述B组分中的其他助剂包括如下重量份的组分：促进剂1-2份、增韧剂6-10份、流平剂2-4份。
作为优选，所述填料为陶瓷粉末、氧化石墨烯、水滑石中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，填料的加入可以提高环氧树脂复合防腐涂层的力学性能，使其具有更好的硬度和附着力。
第二方面，本申请提供一种环氧树脂复合防腐涂层的制备方法，采用如下的技术方案：一种环氧树脂复合防腐涂层的制备方法，其包括以下步骤：
1)制备A组分：将环氧树脂、固化剂和其他助剂在转速500-3000转/分钟条件下，搅拌30-60分钟制得A组分；
2)制备B组分：将环氧树脂、固化剂、填料和其他助剂在转速500-3000转/分钟条件下，搅拌30-60分钟制得B组分；
3)将A组分涂覆在防腐蚀的物件清洁表面，然后将B组分涂覆于由A组分所形成的涂层表面，得到环氧树脂复合防腐涂层。
通过采用上述技术方案，本申请制得环氧树脂复合防腐涂层的制备方法简单，制得的环氧树脂复合防腐涂层具有较好的防腐性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用A、B双组份共同制得环氧树脂防腐涂层，A组份由环氧树脂、固化剂和其他助剂组成，B组分由环氧树脂、固化剂、填料、其他助剂组成。其中，A、B组份中的环氧树脂采用嵌段改性的环氧树脂或以橡胶改性的双酚A型环氧树脂，嵌段改性的环氧树脂这类的环氧树脂由于具有软段-硬段相间的结构，在保持环氧树脂本身优良性能的基础上赋予其良好的柔韧性，并对其硬度、耐磨及热变形温度影响较小；另一种是以橡胶改性的双酚A型环氧树脂，由于脂肪族长链的引入，树脂的韧性冲击强度得到了极大的增强。这两类的改性环氧树脂除了具有非常好的韧性外，还具有比普通双酚A类的环氧树脂更好的润湿能力和界面附着力。
2、本申请制得的环氧树脂复合防腐涂层经检测，防腐涂层的硬度达到2H以上，附着力达到16.3MPa，耐中性盐雾超过4500h，耐5％NaCl盐水浸泡超过4300h。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
本申请中的材料均为普通市售材料。
制备例
制备例1-2
制备例1-2的A组分中的其他助剂，其各原料及各原料用量如表1所示，其制备步骤如下：按照表1中用量称量各原料，然后将各原料搅拌均匀，即得A组分中的其他助剂。
表1制备例1-2的A组分中的其他助剂各原料及各原料用量(kg)
| 制备例1 | 制备例2 | |
| 促进剂 | 1 | 2 |
| 增韧剂 | 10 | 5 |
| 流平剂 | 1.5 | 3.5 |
| 高效消泡剂 | 3 | 1 |
其中，增韧剂为，促进剂为2-甲基苯唑，流平剂为，高校消泡剂为
制备例3-4
制备例3-4的B组分中的其他助剂，其各原料及各原料用量如表1所示，其制备步骤如下：按照表1中用量称量各原料，然后将各原料搅拌均匀，即得B组分中的其他助剂。
表1制备例3-4的B组分中的其他助剂各原料及各原料用量(kg)
| 制备例3 | 制备例4 | |
| 促进剂 | 1 | 2 |
| 增韧剂 | 10 | 6 |
| 流平剂 | 2 | 4 |
其中，增韧剂为，促进剂为2-甲基苯唑，流平剂为，高校消泡剂为
实施例
实施例1
实施例1的一种环氧树脂复合防腐涂层，其各原料及各原料用量如表1所示，其制备步骤如下：
1)制备A组分：将环氧树脂、固化剂和其他助剂在转速3000转/分钟条件下，搅拌45分钟制得A组分；
2)制备B组分：将环氧树脂、固化剂、填料和其他助剂在转速3000转/分钟条件下，搅拌60分钟制得B组分；
3)将A组分涂覆在防腐蚀的物件清洁表面，然后将B组分涂覆于由A组分所形成的涂层表面，得到环氧树脂复合防腐涂层。
表3实施例1中A组份的原料及各原料用量(kg)
| A组份原料 | 用量(kg) |
| 环氧树脂 | 50 |
| 固化剂 | 15 |
| 其他助剂 | 4 |
表4实施例1中B组份的原料及各原料用量(kg)
| B组份原料 | 用量 |
| 环氧树脂 | 35 |
| 固化剂 | 20 |
| 填料 | 10 |
| 其他助剂 | 15 |
其中，固化剂为双氰胺，填料为氧化石墨烯，A组份中其他助剂来自制备例1，B组份中其他助剂来自制备例3。
实施例2
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例1的不同之处在于，A组份中其他助剂来自制备例2，其余步骤与实施例1均相同。
实施例3
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例2的不同之处在于，B组份中其他助剂来自制备例4，其余步骤与实施例2均相同。
实施例4
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例3的不同之处在于，A组份中环氧树脂添加量为60kg，固化剂添加量为10kg，其他助剂添加量为8kg，其余步骤与实施例3均相同。
实施例5
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例3的不同之处在于，A组份中环氧树脂添加量为65kg，固化剂添加量为5kg，其他助剂添加量为4kg，其余步骤与实施例3均相同。
实施例6
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例4的不同之处在于，B组份中环氧树脂添加量为45kg，固化剂添加量为15kg，填料的添加量为20kg，其他助剂添加量为10kg，其余步骤与实施例4均相同。
实施例7
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例4的不同之处在于，B组份中环氧树脂添加量为50kg，固化剂添加量为8kg，填料的添加量为25kg，其他助剂添加量为5kg，其余步骤与实施例4均相同。
对比例
对比例1
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例1的不同之处在于，仅由等量的A组份制得防腐涂层，其余步骤与实施例1均相同。
对比例2
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例1的不同之处在于，仅由等量的B组份制得防腐涂层，其余步骤与实施例1均相同。
对比例3
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例1的不同之处在于，A、B组份中的环氧树脂普通双酚A类的环氧树脂，其余步骤与实施例1均相同。
对比例4
一种环氧树脂复合防腐涂层，与实施例1的不同之处在于，A、B组份中的固化剂均采用双氰胺，其余步骤与实施例1均相同。
性能检测试验
检测方法/试验方法
对实施例1-7和对比例1-4制备得到的环氧树脂复合防腐涂层进行性能测试，结果如表5所示。
硬度测试：对环氧树脂复合防腐涂层进行硬度测试。
附着力测试：对环氧树脂复合防腐涂层进行附着力拉拔法(干燥板)测试耐中性盐雾测试：根据GB/T 1771-2007中记载的测试方法对环氧树脂复合防腐涂层进行耐中性盐雾测试。
耐5％NaCl盐水浸泡测试：根据GB/T 1963-79中记载的测试方法对环氧树脂复合防腐涂层进行耐5％NaCl盐水浸泡测试。
表5实施例1-7和对比例1-4的检测结果
结合实施例1-2的检测数据可以看出，A组份中的其他助剂采用制备例2时，促进剂、增韧剂、流平剂、高效消泡剂之间的配比较优，采用制备例2的其他助剂制得的环氧树脂复合防腐涂层的力学性能和耐腐蚀性能较优。
结合实施例2和实施例3的检测数据可以看出，B组份中的其他助剂采用制备例4时，促进剂、增韧剂、流平剂之间的配比较优，采用制备例4的其他助剂制得的环氧树脂复合防腐涂层的力学性能和耐腐蚀性能较优。
结合实施例3和实施例4-5的检测数据可以看出，当A组份中环氧树脂添加量为60kg，固化剂添加量为10kg，其他助剂添加量为8kg时，制得的环氧树脂复合防腐涂层的力学性能和耐腐蚀性能较优，其中防腐涂层的硬度达到2H以上，附着力达到15.5MPa，耐中性盐雾超过4500h，耐5％NaCl盐水浸泡超过4300h，说明此时A组份中环氧树脂、固化剂和其他助剂之间的配比较优。
结合实施例4和实施例6-7的检测数据可以看出，B组份中环氧树脂添加量为45kg，固化剂添加量为15kg，填料的添加量为20kg，其他助剂添加量为10kg时，制得的环氧树脂复合防腐涂层的力学性能和耐腐蚀性能较优，其中防腐涂层的硬度达到2H以上，附着力达到16.3MPa，耐中性盐雾超过4500h，耐5％NaCl盐水浸泡超过4300h，说明此时B组份中环氧树脂、固化剂和其他助剂之间的配比较优。
结合实施例1和对比例1-2的检测数据可以看出，仅由等量的A组份或者仅由等量的B组份制得防腐涂层，其力学性能和耐腐蚀性能均不如这两个组份进行配比制得的环氧树脂复合防腐涂层各个性能好，说明本申请采用A、B复合组份制得的复合防腐涂层防腐性能较好。再结合对比例3-4的检测数据可以看出，本申请采用的环氧树脂和固化剂种类均有利于提高环氧树脂复合防腐涂层的力学性能和耐腐蚀性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种环氧树脂复合防腐涂层，其特征在于，所述涂层由A、B两个组分组成；所述A组分由环氧树脂、固化剂和其他助剂组成；所述B组分由环氧树脂、固化剂、填料、其他助剂组成；所述环氧树脂为嵌段改性的环氧树脂或橡胶改性的双酚A型环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂复合防腐涂层，其特征在于：所述A组分由如下重量份的原料组成：环氧树脂50-65份、固化剂5-15份和其他助剂4-12份。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂复合防腐涂层，其特征在于：所述B组分由如下重量份的原料组成：环氧树脂35-50份、固化剂8-20份、填料10-25份、其他助剂5-15份。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂复合防腐涂层，其特征在于：所述固化剂为芳香胺、聚酰胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂复合防腐涂层，其特征在于：所述A组分中的其他助剂包括如下重量份的组分：促进剂1-2份、增韧剂5-10份、流平剂1.5-3.5份、高效消泡剂1-3份。
6.根据权利要求1所述的环氧树脂复合防腐涂层，其特征在于：所述B组分中的其他助剂包括如下重量份的组分：促进剂1-2份、增韧剂6-10份、流平剂2-4份。
7.根据权利要求3所述的环氧树脂复合防腐涂层，其特征在于：所述填料为陶瓷粉末、氧化石墨烯、水滑石中的一种或几种。
8.一种权利要求1-7任一所述的一种环氧树脂复合防腐涂层的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1）制备A组分：将环氧树脂、固化剂和其他助剂在转速500-3000转/分钟条件下，搅拌30-60分钟制得A组分；
2）制备B组分：将环氧树脂、固化剂、填料和其他助剂在转速500-3000转/分钟条件下，搅拌30-60分钟制得B组分；
3）将A组分涂覆在防腐蚀的物件清洁表面，然后将B组分涂覆于由A组分所形成的涂层表面，得到环氧树脂复合防腐涂层。
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Non-Patent Citations (1)
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| 焦更生等: "《低碳醇催化工程技术研究 2016》", 31 December 2016, 西安交通大学出版社 * |
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