高耐腐蝕性納米複合環氧樹脂塗料的製備方法
2023-12-09 08:18:51 2
專利名稱：高耐腐蝕性納米複合環氧樹脂塗料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種高耐腐蝕性納米複合環氧樹脂塗料的製備方法，屬化工塗料製備工藝技術領域。
背景技術：
機械設備、汽車、建築用彩鋼板經常處於嚴酷的自然氣候下，空氣中存在的二氧化硫、二氧化碳等腐蝕性氣體，尤其在雨季，空氣中二氧化硫形成的酸雨，以及水、氧和腐蝕性金屬離子往往容易侵襲物件表面，加速了物件的腐蝕進程，因此必須在物件表面塗覆高耐腐蝕性的塗料，形成耐蝕保護層。開發一種具有高耐腐蝕性的塗料是擺在科研工作者面前的一項重會課題。
一般提高塗料的耐腐蝕性的傳統方法是開發新型有機樹脂和調整塗料的配方。如歐洲專利EP531575介紹了一種有芳香族羥基化合物、親水性聚氨酯或聚醯亞胺和矽膠組成的防腐蝕耐酸塗料。美國專利USP4370387介紹了一種聚酯預塗彩鋼板塗料，該塗料採用的丙烯酸或甲基丙烯酸端封閉聚酯樹脂，含二元羧酸和對苯二酸、二元醇等成分。
發明內容
本發明的目的是提供一種高耐腐蝕性納米複合環氧樹脂塗料的製備方法。
本發明一種高耐腐蝕性納米複合環氧樹脂塗料的製備方法，其特徵在於具有以下的工藝過程和步驟a.設計塗料的配方該塗料的各組成物及其用量的重量百分比如下環氧樹脂 50～65％；環氧樹脂為有機矽改性雙酚A型環氧樹脂、有機鈦改性雙酚A型環氧樹脂、溴改性雙酚A型環氧樹脂和氯改性雙酚A型環氧樹脂中的任一種；納米粉體 5～12％；納米粉體為經表面處理劑硬脂酸鈉或矽烷偶聯劑表面改性處理的納米二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化矽和氧化鋅中的任一種；納米粒子的粒徑為40～100nm；表面改性處理劑的用量為納米粉體重量的4～5％；固化劑 6～14％；固化劑為丁醇醚化三聚氰胺樹脂、封閉型異氰酸脂、丁醇醚化脲醛樹脂中的任一種；溶劑 20～25％；溶劑為油性混合有機溶劑，為S100溶劑、六醇丁醚和丁醇三者的混合溶，其三者的配比為1∶0.8∶0.7；分散劑 1.0～2.5％；分散劑為EFKA4010；b.按上述配方準備好各組成物原料；先將部分的改性雙酚A型環氧樹脂放入容器內，再加入經表面改性處理的納米粉體、分散劑EFKA4010，以及油性混合溶劑，經高速攪拌機攪拌10分鐘，進行預分散，隨後轉入球磨罐中，用高速振蕩機振蕩1小時，製得納米粉體分散漿料；然後在該漿料中加入剩餘部分的原本體改性雙酚A型環氧樹脂和固化劑，再次進一步經高速攪拌機棄分攪拌混合均勻，最終製得納米複合環氧樹脂塗料。
本發明方法的優點是本發明工藝中所用的原料國內外均有規模生產、容易獲取、成本不高；而且生產工藝簡單；易於產業化。另外，本發明的產品納米複合環氧塗料由於納米粒子的特殊功能和作用，與常規塗料相比，具有很高的耐化學侵蝕性、耐腐蝕性和耐候性。
具體實施例方式
現將本發明的具體實施例敘述於後。
實施例1首先取平均徑粒為40um的二氧化鈦，用有機表面處理劑硬脂酸鈉進行表面改性處理，硬脂酸鈉的用量為納米二氧化鈦重量的4％。先取20g有機矽改性雙酚A型環氧樹脂放入容器內，加入3克上述經表面改性的納米二氧化鈦，1.5g分散劑EFKA4010以及油性有機混合溶劑；該混合溶劑由10g S100溶劑、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配製而成；先經高速攪拌機攪拌10分鐘，進行預分散，隨後轉入球磨罐中，用高速振蕩機振蕩1小時，製得納米粉體分散漿料；然後在該漿料中加入剩餘部分的原本體有機矽改性雙酚A型環氧樹脂40g，再加入固化劑丁醇醚化三聚氰胺樹脂25g，再次進一步經高速攪拌機充分攪拌混合均勻，最終製得納米二氧化鈦複合環氧樹脂塗料。
將該塗料均勻輥塗於鍍鋅鋼板上，塗膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到預塗鋼板A，留作性能評價試驗。
實施例2首先取平均徑粒為50um的納米硫酸鋇，用有機表面處理劑硬脂酸鈉進行表面改性處理，硬脂酸鈉的用量為納米硫酸鋇重量的4％。先取20g有機矽改性雙酚A型環氧樹脂放入容器內，加入4克上述經表面改性的納米硫酸鋇，1.5g分散劑EFKA4010以及油性有機混合溶劑；該混合溶劑由10g S100溶劑、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配製而成；先經高速攪拌機攪拌10分鐘，進行預分散，隨後轉入球磨罐中，用高速振蕩機振蕩1小時，製得納米粉體分散漿料；然後在該漿料中加入剩餘部分的原本體有機矽改性雙酚A型環氧樹脂40g，再加入固化劑丁醇醚化三聚氰胺樹脂25g，再次進一步經高速攪拌機充分攪拌混合均勻，最終製得納米硫酸鋇複合環氧樹脂塗料。
將該塗料均勻輥塗於鍍鋅鋼板上，塗膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到預塗鋼板B，留作性能評價試驗。
實施例3首先取平均徑粒為50um的納米硫酸鋇，用有機表面處理劑硬脂酸鈉進行表面改性處理，硬脂酸鈉的用量為納米硫酸鋇重量的4％。先取20g有機鈦改性雙酚A型環氧樹脂放入容器內，加入4克上述經表面改性的納米硫酸鋇，1.5g分散劑EFKA4010以及油性有機混合溶劑；該混合溶劑由10g S100溶劑、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配製而成；先經高速攪拌機攪拌10分鐘，進行預分散，隨後轉入球磨罐中，用高速振蕩機振蕩1小時，製得納米粉體分散漿料；然後在該漿料中加入剩餘部分的原本體有機鈦改性雙酚A型環氧樹脂40g，再加入固化劑封閉型異氰酸脂25g，再次進一步經高速攪拌機充分攪拌混合均勻，最終製得納米硫酸鋇複合環氧樹脂塗料。
將該塗料均勻輥塗於鍍鋅鋼板上，塗膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到預塗鋼板C，留作性能評價試驗。
實施例4首先取平均徑粒為50um的納米二氧化矽，用有機表面處理劑矽烷偶聯劑進行表面改性處理，矽烷偶聯劑的用量為納米二氧化矽重量的4％。先取20g澳改性雙酚A型環氧樹脂放入容器內，加入4克上述經表面改性的納米二氧化矽、1.5g分散劑EFKA4010以及油性有機混合溶劑；該混合溶劑由10g S100溶劑、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配製而成；先經高速攪拌機攪拌10分鐘，進行預分散，隨後轉入球磨罐中，用高速振蕩機振蕩1小時，製得納米粉體分散漿料；然後在該漿料中加入剩餘部分的原本體溴改性雙酚A型環氧樹脂40g，再加入固化劑丁醇醚化脲醛樹脂25g，再次進一步經高速攪拌機充分攪拌混合均勻，最終製得納米二氧化矽複合環氧樹脂塗料。
將該塗料均勻輥塗於鍍鋅鋼板上，塗膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到預塗鋼板D，留作性能評價試驗。
實施例5首先取平均徑粒為50um的氧化鋅，用有機表面處理劑硬脂酸鈉進行表面改性處理、硬脂酸鈉的用量為納米化鋅重量的4％。先取20g氯改性雙酚A型環氧樹脂放入容器內，加入4克上述經表面改性的納米氧化鋅、1.5g分散劑EFKA 4010以及油性有機混合溶劑；該混合溶劑由10g S100溶劑、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配製而成；先經高速攪拌機攪拌10分鐘，進行預分散，隨後轉入球磨罐中，用高速振蕩機振蕩1小時，製得納米粉體分散漿料；然後在該漿料中加入剩餘部分的原本體氯改性雙酚A型環氧樹脂40g，再加入固化劑丁醇醚化三聚氰胺樹脂25g，再次進一步經高速攪拌機充分攪拌混合均勻，最終製得納米氧化鋅複合環氧樹脂塗料。
將該塗料均勻輥塗於鍍鋅鋼板上，塗膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到預塗鋼板D，留作性能評價試驗。
對上述實施例製備的納米複合環氧塗料預塗鋼板進行耐MEK擦試試驗和中性鹽霧試驗，並與常規環氧預塗鋼板進行性能對比，各預塗鋼板試樣塗層的性能指標如下表1所示表1 各預塗鋼板試樣塗層的性能指標
經試驗結果可見，與常規塗層相比，經納米材料改性的環氧塗料有著優異的耐腐蝕性能。
經掃描電子顯微鏡(SEM)對塗層的微觀結果進行表徵觀察，發現未添加納米粉體的常規環氧塗層表面存在諸多大小不一的微孔缺陷；而添加不同種類的納米粉體的環氧塗層，其緻密度和均勻性均有不同程度地提高，並具有較高的耐腐蝕性能。
權利要求
1.一種高耐腐蝕性納米複合環氧樹脂塗料的製備方法，其特徵在於具有以下的工藝過程和步驟a.設計塗料的配方該塗料的各組成物及其用量的重量百分比如下環氧樹脂50～65％；環氧樹脂為有機矽改性雙酚A型環氧樹脂、有機鈦改性雙酚A型環氧樹脂、溴改性雙酚A型環氧樹脂和氯改性雙酚A型環氧樹脂中的任一種；納米粉體5～12％；納米粉體為經表面處理劑硬脂酸鈉或矽烷偶聯劑表面改性處理的納米二氧化鈦、硫酸鋇、二氧化矽和氧化鋅中的任一種；納米粒子的粒徑為40～100nm；表面改性處理劑的用量為納米粉體重量的4～5％；固化劑6～14％；固化劑為丁醇醚化三聚氰胺樹脂、封閉型異氰酸脂、丁醇醚化脲醛樹脂中的任一種；溶劑20～25％；溶劑為油性混合有機溶劑，為S100溶劑、六醇丁醚和丁醇三者的混合溶，其三者的配比為1∶0.8∶0.7；分散劑1.0～2.5％；分散劑為EFKA 4010；b.按上述配方準備好各組成物原料；先將部分的改性雙酚A型環氧樹脂放入容器內，再加入經表面改性處理的納米粉體、分散劑EFKA 4010，以及油性混合溶劑，經高速攪拌機攪拌10分鐘，進行預分散，隨後轉入球磨罐中，用高速振蕩機振蕩1小時，製得納米粉體分散漿料；然後在該漿料中加入剩餘部分的原本體改性雙酚A型環氧樹脂和固化劑，再次進一步經高速攪拌機棄分攪拌混合均勻，最終製得納米複合環氧樹脂塗料。
全文摘要
本發明涉及一種高耐腐蝕性納米複合環氧樹脂塗料的製備方法，屬化工塗料製備工藝技術領域。本發明通過納米粒子複合環氧樹脂的方法製備高耐腐蝕性塗料。本發明塗料的各組成物及其用量的重量百分比如下改性雙酚A型環氧樹脂50～65％，納米粉體5～12％，固化劑6～14％，有機混合溶劑20～25％，分散劑1.0～2.5％；按上述配方配料，在一定量的環氧樹脂中，加入經改性處理的納米粉體、混合溶劑、固化劑、分散劑，採用高速攪拌、砂磨，球磨振蕩特殊分散工藝，運用共混技術，最終製得具有高耐腐蝕性的納米複合環氧樹脂塗料。該塗料適用於汽車、機械設備、家用電器、建築用彩鋼板的表面塗層。
文檔編號C09D163/02GK1970662SQ20061011817
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月9日 優先權日2006年11月9日
發明者施利毅, 張清濤, 張震宇, 杭建忠, 徐夏章 申請人:上海大學, 江門市銀帆化學有限公司