一种耐磨防水环氧防腐涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体为一种耐磨防水环氧防腐涂料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂涂料具有优异的防腐性能、介电性能和化学稳定性，广泛应用在工业生产和日常生活的各个领域。目前对环氧树脂进行增韧改性，提高其韧性、抗冲击性、防水性、耐磨等性能是研究热点。常用的环氧树脂改性剂主要有丁腈橡胶、酚醛树脂、邻苯二甲腈树脂等。其中邻苯二甲腈树脂在高温下腈基可以发生加成聚合，生成热稳定性的氮杂环结构，具有优异的热氧稳定性和结构稳定性，在环氧树脂中有广阔的应用前景。尼龙纤维具有很强耐磨性能、回弹性能和力学强度，在环氧树脂等材料有广泛的应用。但是尼龙纤维与环氧树脂的相容性较差，简单的物理共混，会导致尼龙纤维和环氧树脂之间发生相分离，影响环氧树脂的力学性能。专利cn104830028b公开了对尼龙6纤维进行改性；然后与环氧树脂进行共混，有很好的界面结合强度和优异的力学性能。但是没有该专利没有改善环氧树脂的防水、热稳定性和耐磨等性能。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：利用羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维对环氧树脂涂料进行增韧改性，提高了环氧涂料的防水、热稳定性和耐磨等性能。

2、本发明提供技术方案是：

3、一种耐磨防水环氧防腐涂料，包括如下重量份数计的组分，100份环氧树脂、1-15份羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维、6-9份咪唑固化剂、0.5-1份消泡剂、0.2-0.6份流平剂。

4、羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维的制备方法如下：向水中加入4,5-二(烯基半胱氨酸)邻苯二甲腈，搅拌后配置成质量浓度为20-70g/l的预接枝溶液；然后加入尼龙6纤维，混匀后置于电子辐照设备的辐照管中，通入氮气，以60coγ射线源作为辐照源，进行辐照接枝，取出纤维，置于二甲苯中，搅拌后过滤，乙醇洗涤，干燥，得到羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维。

5、其中，咪唑固化剂包括2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基眯唑、2-十一烷基咪唑。

6、其中，辐照接枝的吸收剂量为15-150kgy，辐照接枝时间为6-12h。

7、其中，4,5-二(烯基半胱氨酸)邻苯二甲腈的制备方法如下：

8、(1)将4,5-二氯邻苯二甲腈、boc-半胱氨酸、碳酸钾加入到n,n-二甲基甲酰胺中，氮气范围中，升温至70-85℃，搅拌反应6-18h，加入水和二氯甲烷，萃取后有机层干燥、浓缩，产物溶解到二氯甲烷中，加入三氟乙酸，室温下搅拌反应3-5h，浓缩除去二氯甲烷和三氟乙酸，乙酸乙酯重结晶纯化，得到中间体a。

9、(2)将比例为(1.8-2.2)mo l:1mo l:(2-2.3)mo l的丙烯酰氯、中间体a、n,n-二异丙基乙胺加入到四氢呋喃中，室温下反应3-8h，浓缩除去四氢呋喃，乙酸乙酯重结晶纯化，得到4,5-二(烯基半胱氨酸)邻苯二甲腈。

10、其中，(1)中4,5-二氯邻苯二甲腈、boc-半胱氨酸、碳酸钾的比例为1mo l:(4-4.8)mo l:(3-4.2)mo l。

11、其中，耐磨防水环氧防腐涂料的制备方法：将1-15份羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维加入到100份环氧树脂中，超声进行分散，然后加入0.5-1份消泡剂、0.2-0.6份流平剂、6-9份咪唑固化剂，混匀得到耐磨防水环氧防腐涂料；耐磨防水环氧防腐涂料的固化工艺依次为：120℃/1h、180℃/2h、200℃/2h、220℃/3h、250℃/3h；得到环氧树脂固化物。

12、本发的技术效果是：本发明利用4,5-二氯邻苯二甲腈、boc-半胱氨酸、丙烯酰氯等作为反应，制备了4,5-二(烯基半胱氨酸)邻苯二甲腈功能性单体，其含有多个亲水性的羧基、酰胺键，在水中有很好的溶解性，可以配置成均匀的预接枝溶液；为后续的辐照接枝反应提供了便利。

13、本发明采用辐照接枝法，利用4,5-二(烯基半胱氨酸)邻苯二甲腈对尼龙6纤维进行辐照接枝，实现了在尼龙6纤维的表面引入羧基、邻苯二甲腈等基团，得到羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维，作为填充剂与环氧树脂进行复合，在热固化过程中，尼龙纤维的羧基与环氧树脂发生交联固化，增强了尼龙纤维与环氧树脂之间的界面强度，显著提高了环氧树脂的耐磨性能、冲击强度和拉伸性能。尼龙纤维在环氧树脂中形成紧密的三维固化交联网络，可以抑制水分子进入环氧树脂基体中，有利于降低吸水率，提高防水性能。

14、在热固化过程中，尼龙纤维表面的邻苯二甲腈在高温下生成热稳定性的三嗪等氮杂环结构，具有优异的热氧稳定性和结构稳定性，提高了环氧树脂的热分解温度，表现出更好的耐热性能。

技术特征：

1.一种耐磨防水环氧防腐涂料，其特征在于，包括如下重量份数计的组分，100份环氧树脂、1-15份羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维、6-9份咪唑固化剂、0.5-1份消泡剂、0.2-0.6份流平剂；

2.根据权利要求1所述的耐磨防水环氧防腐涂料，其特征在于，所述咪唑固化剂包括2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基眯唑、2-十一烷基咪唑。

3.根据权利要求1所述的耐磨防水环氧防腐涂料，其特征在于，所述预接枝溶液的质量浓度为20-70g/l。

4.根据权利要求1所述的耐磨防水环氧防腐涂料，其特征在于，所述辐照接枝的吸收剂量为15-150kgy，辐照接枝时间为6-12h。

5.根据权利要求1所述的耐磨防水环氧防腐涂料，其特征在于，所述4,5-二(烯基半胱氨酸)邻苯二甲腈的制备方法如下：

6.根据权利要求5所述的耐磨防水环氧防腐涂料，其特征在于，所述(1)中4,5-二氯邻苯二甲腈、boc-半胱氨酸、碳酸钾的比例为1mol:(4-4.8)mol:(3-4.2)mol。

7.根据权利要求5所述的耐磨防水环氧防腐涂料，其特征在于，所述(2)中丙烯酰氯、中间体a、n,n-二异丙基乙胺的比例为(1.8-2.2)mol:1mol:(2-2.3)mol。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的耐磨防水环氧防腐涂料的制备方法，其特征在于，将1-15份羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维加入到100份环氧树脂中，超声进行分散，然后加入0.5-1份消泡剂、0.2-0.6份流平剂、6-9份咪唑固化剂，混匀得到耐磨防水环氧防腐涂料。

9.一种如权利要求8所述的制备方法得到的耐磨防水环氧防腐涂料的固化工艺，其特征在于，将耐磨防水环氧防腐涂料的固化工艺依次为：120℃/1h、180℃/2h、200℃/2h、220℃/3h、250℃/3h。

技术总结本发明涉及涂料技术领域，且公开了一种耐磨防水环氧防腐涂料及其制备方法，采用辐照接枝法，利用4,5‑二(烯基半胱氨酸)邻苯二甲腈对尼龙6纤维进行辐照接枝，实现了在尼龙6纤维的表面引入羧基、邻苯二甲腈等基团，得到羧基邻苯二甲腈接枝尼龙纤维，作为填充剂与环氧树脂进行复合，在热固化过程中，尼龙纤维的羧基与环氧树脂发生交联固化，增强了尼龙纤维与环氧树脂之间的界面强度，显著提高了环氧树脂的耐磨性能、冲击强度和拉伸性能。尼龙纤维在环氧树脂中形成紧密的三维固化交联网络，可以抑制水分子进入环氧树脂基体中，有利于降低吸水率，提高防水性能。同时提高了环氧树脂的热分解温度，表现出更好的耐热性能。技术研发人员：李海燕,李建林受保护的技术使用者：广东阳光沃土环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11