一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料及其制备方法与流程

本发明涉及粉末涂料的领域，尤其是涉及一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂粉末涂料一般由环氧树脂、固化剂、颜料、填料和润湿剂制得，具有较好的附着力与热稳定性，在汽车、建筑、家具等领域得到广泛应用。

2、但是，对于一些特殊领域，例如海洋工程的防腐，由于海洋环境高盐的特殊性，将普通的环氧树脂粉末涂料应用于海洋工程的防腐中时，无法满足海洋工程的防腐要求。

技术实现思路

1、为了改善相关技术中普通的环氧树脂粉末涂料无法满足海洋工程的防腐要求这一问题，本申请提供了一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料及其制备方法。

2、第一方面，本申请公开的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料采用如下的技术方案：

3、一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，按原料计，包括480-515重量份环氧当量为600-650g/eq的双酚a型环氧树脂、105-115重量份n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷、45-68重量份异氰酸酯封端聚氨酯、65-72重量份硅烷偶联剂改性纳米填料以及80-96重量份固化剂。

4、本申请通过n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷中的氨基与双酚a型环氧树脂中的环氧基进行反应，异氰酸酯封端聚氨酯与n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷、双酚a型环氧树脂反应后的产物进行反应，往双酚a型环氧树脂中引入了含有氟基团的大分子有机聚硅氧烷链段以及聚氨酯链段，该含有氟基团的大分子有机聚硅氧烷链段以及聚氨酯链段的引入，能够有效提高环氧涂层的阻抗，使得环氧涂层的致密性、柔韧性、耐热性提高，同时，含有氟基团的大分子有机聚硅氧烷链段中的氟原子可以降低环氧涂层的表面能，改善环氧涂层的疏水性。在环氧涂层致密、柔韧、耐热与疏水的多重作用下，有效改善环氧涂层的耐腐蚀性。

5、其次，加入硅烷偶联剂改性纳米填料以进一步提高环氧涂层的致密性，但是要注意硅烷偶联剂改性纳米填料的用量。为确保硅烷偶联剂改性纳米填料能够均匀分散，本申请中，硅烷偶联剂改性纳米填料的用量不宜超过72重量份，否则容易引起硅烷偶联剂改性纳米填料的团聚，导致环氧涂层形成弱点，影响环氧涂层的致密性，造成环氧涂层的耐腐蚀性变差。

6、优选的，所述n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷的粘度为1500-2000mpa.s。

7、本申请中，n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷的粘度控制在1500-2000mpa.s,有利于n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷在双酚a型环氧树脂中的均匀分散，更有利于提高环氧提成的致密性。

8、优选的，所述异氰酸酯封端聚氨酯由分子量为1000-2000的聚醚二元醇与二异氰酸酯按摩尔比(0.6-0.8):1进行反应得到。

9、本申请中，控制合成异氰酸酯封端聚氨酯的聚醚二元醇的分子量为1000-2000，可以预防聚醚二元醇分子量过低，链段复杂度不足导致的柔韧性不足问题，也可以预防聚醚二元醇分子量过高，导致刚性增大，柔韧性降低的问题，有利于获得能够改善环氧涂层柔韧性性能的异氰酸酯封端聚氨酯，有利于进一步提高环氧涂层在低温环境中的耐腐蚀稳定性。

10、优选的，所述异氰酸酯封端聚氨酯的制备方法如下：

11、将聚醚二元醇升温至45-55℃，然后加入二异氰酸酯和催化剂，升温至75-80℃，反应3-4h，得到异氰酸酯封端聚氨酯；其中，所述催化剂的用量为二异氰酸酯重量的0.01-0.02％。

12、本申请中，采用上述方法制备异氰酸酯封端聚氨酯具有步骤简单、操作方便、生产效率高的优点。

13、优选的，所述硅烷偶联剂改性纳米填料采用氨基硅烷偶联剂改性纳米填料。

14、本申请中，硅烷偶联剂改性纳米填料采用氨基硅烷偶联剂改性纳米填料时，通过氨基硅烷偶联剂改性纳米填料上的氨基与双酚a环氧树脂上剩余的环氧基进行键连，能够提高氨基硅烷偶联剂改性纳米填料与双酚a型环氧树脂的结合牢度，有利于进一步提高环氧涂层的致密性。

15、优选的，所述氨基硅烷偶联剂改性纳米填料采用氨基硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、氨基硅烷偶联剂改性纳米玻璃微珠中的至少一种。

16、本申请中，氨基硅烷偶联剂改性纳米填料优选兼具有益耐热且耐化学性能优的氨基硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、氨基硅烷偶联剂改性纳米玻璃微珠。

17、可选的，所述固化剂采用胺类固化剂。

18、优选的，所述胺类固化剂采用聚酰胺、脂肪胺、芳香胺、脂环胺中的至少一种。

19、聚酰胺、脂肪胺、芳香胺、脂环胺均含有氨基，通过氨基与双酚a环氧树脂反应交联，实现双酚a环氧树脂的快速固化。

20、可选的，所述耐腐蚀环氧树脂粉末还包括3-5重量份润湿剂。

21、优选的，所述润湿剂采用烷基聚醚改性氟硅油，有利于进一步改善耐腐蚀环氧树脂粉末与基材的附着牢度。

22、第二方面，本申请提供的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料的制备方法采用如下的技术方案：

23、一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料的制备方法包括以下步骤：

24、将双酚a型环氧树脂、n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷在60-65℃均匀混合后，再加入异氰酸酯封端聚氨酯，继续在60-65℃搅拌至均匀混合，得到预混料；

25、将预混料、硅烷偶联剂改性纳米填料、固化剂均匀混合，然后熔融挤出、冷却、破碎，得到耐腐蚀环氧树脂粉末涂料。

26、可选的，熔融挤出温度为135-150℃。

27、本申请采用上述方法合成耐腐蚀环氧树脂粉末有利于提高环氧树脂粉末的稳定性，且步骤简单方便，生产效率高。

28、综上所述，本申请至少包括以下有益效果：

29、本申请通过n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷、异氰酸酯封端聚氨酯以及硅烷偶联剂改性纳米填料的共同作用，提高了环氧涂层的致密性、柔韧性、耐热性与疏水性，有效改善了环氧涂层的耐腐蚀性，能够应用于海洋工程的防腐中。

技术特征：

1.一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：按原料计，包括480-515重量份环氧当量为600-650g/eq的双酚a型环氧树脂、105-115重量份n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷、45-68重量份异氰酸酯封端聚氨酯、65-72重量份硅烷偶联剂改性纳米填料以及80-96重量份固化剂。

2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述n,n-二甲基-β-氨乙基-γ-氨丙基聚甲基氟丙基硅烷的粘度为1500-2000mpa.s。

3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述异氰酸酯封端聚氨酯由分子量为1000-2000的聚醚二元醇与二异氰酸酯按摩尔比（0.6-0.8）:1进行反应得到。

4.根据权利要求3所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述异氰酸酯封端聚氨酯的制备方法如下：

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述硅烷偶联剂改性纳米填料采用氨基硅烷偶联剂改性纳米填料。

6.根据权利要求5所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述氨基硅烷偶联剂改性纳米填料采用氨基硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅、氨基硅烷偶联剂改性纳米玻璃微珠中的至少一种。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述固化剂采用胺类固化剂。

8.根据权利要求7所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述胺类固化剂采用聚酰胺、脂肪胺、芳香胺、脂环胺中的至少一种。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料，其特征在于：所述耐腐蚀环氧树脂粉末还包括3-5重量份润湿剂。

10.一种权利要求1-9任意一项所述的耐腐蚀环氧树脂粉末涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种耐腐蚀环氧树脂粉末涂料及其制备方法，涉及涂料领域。耐腐蚀环氧树脂粉末涂料包括480‑515重量份环氧当量为600‑650g/eq的双酚A型环氧树脂、105‑115重量份N,N‑二甲基‑β‑氨乙基‑γ‑氨丙基聚甲基氟丙基硅烷、45‑68重量份异氰酸酯封端聚氨酯、65‑72重量份硅烷偶联剂改性纳米填料以及80‑96重量份固化剂。本申请通过N,N‑二甲基‑β‑氨乙基‑γ‑氨丙基聚甲基氟丙基硅烷、异氰酸酯封端聚氨酯以及硅烷偶联剂改性纳米填料的共同作用，提高了环氧涂层的致密性、柔韧性、耐热性与疏水性，有效改善了环氧涂层的耐腐蚀性，能够应用于海洋工程的防腐中。技术研发人员：帅开华,李淑斌,彭瑞其受保护的技术使用者：江门市华硕科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13