[发明专利]一种改性环氧树脂的制备方法及其在重防腐涂料中的应用

说明书

本发明公开了一种改性环氧树脂的制备方法及其在重防腐涂料中的应用。采用分步加料工艺，首先对环氧树脂进行端羟基改性，然后加入脂肪族异氰酸酯进行改性，最后加入二乙醇胺终止反应，制得聚氨酯改性环氧树脂，将该材料用于重防腐涂料中，能够提高环氧树脂重防腐涂层的致密性以及成膜树脂与金属的粘结性，制得防腐蚀性能更好的防腐涂料。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种改性环氧树脂的制备方法及其在重防腐涂料中的应用。

背景技术

由钢铁建造的各种大型桥梁、建筑、交通工具、机械设备等公共设施和生产设备每时每刻都在经受自然界中水、氧、硫、氯等化合物的侵蚀，每年因钢铁生锈而造成的经济损失达数百亿美元；为了保护钢铁免遭侵蚀，涂覆防腐蚀涂料是防止腐蚀的重要措施，如：中国专利CN86104711公开了一种防腐涂料及工艺，采用环氧改性氯化氯丁橡胶为主要成膜物质，环己酮、醋酸丁酯为溶剂，云母氧化铁、红丹粉为防锈颜料，以T31为固化剂。该发明中采用的红丹粉、铬酸锌防腐颜料含有铅、铬等重金属，并且用到了溶剂，对人体和环境具有很大的危害。

防腐蚀涂料的种类较多，环氧树脂由于具有很多优点，如机械强度高，化学稳定性好，电绝缘性好，收缩率低，耐热性好、强度高，易于加工成型和对基材黏附性能好，已被广泛应用于涂料领域中。但是环氧树脂用于制备防腐涂料存在质脆，抗冲击性差，易老化，防腐蚀性能不理想的缺陷。因此，需要对其进行改性，目前对环氧树脂的主要改性方法是聚氨酯改性环氧树脂，即在适当的条件下使得两者形成互穿网络结构，从而达到提高环氧树脂韧性，同时不降低其强度、耐热性的目的。

现有的聚氨酯改性环氧树脂用于制备重防腐涂料，存在涂层的致密性差，成膜树脂与金属的粘结性不好，将其用于制备重防腐涂料存在防腐性能不理想的问题，限制了它的应用。因此，制备一种新型的改性环氧树脂，并将其用于制备重防腐涂料以解决现有重防腐涂料防腐性能不够理想的缺陷是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

为了提高环氧树脂重防腐涂料涂层的致密性以及成膜树脂与金属的粘结性，制得防腐蚀性能更好的防腐涂料，本发明提供了一种改性环氧树脂，并将其用于制备无溶剂重防腐涂料。

本发明改性环氧树脂的具体制备方法为：

(1)按反应物的当量比，将E-20环氧树脂放入反应釜中并进行搅拌，控制反应温度为：130～140℃，向其中滴加二乙醇胺，保温反应2～4h，得到无溶剂端羟基环氧树脂；

(2)将步骤(1)得到的无溶剂端羟基环氧树脂降温，并控制反应温度为： 50～70℃，向其中加入脂肪族异氰酸脂、苯甲酰氯和二乙醇胺，保温反应2～3h，然后加入，制得改性环氧树脂。

其中，步骤(1)中反应物的当量比为：环氧当量与二乙醇胺活性氢的当量比为：1：1；步骤(2)中OH与NCO的当量比为：1.8～2.0：1；按照这样的当量比能够保障聚合物分子量的大小，使得反应物的分子量控制在1500～2000范围。解决了因聚合物分子量分布范围过宽而产生的耐盐雾性(小分子聚合物亲水性强)降低、流动性不好(大分子粘度高)的技术难题，为后续制备高性能重防腐涂料提供保障。将二乙醇胺作为反应终止剂，在合成工序的后阶段能够消除残余的脂肪族异氰酸脂单体，保证制成的聚合物具有极佳的稳定性。

另外，采用分步加料工艺，能有效控制聚合物的分子结构和分子量分布。

本发明还提供了制得的改性环氧树脂的应用，该材料用于制备无溶剂重防腐涂料，其制备方法如下：

(1)制备A组分：

①无溶剂端羟基环氧树脂的合成：

按质量百分比将低分子液体环氧树脂、二缩水甘油醚和一元仲胺放入反应釜中并进行搅拌，升温至60～80℃时，保温反应2～4h，冷却、出料即制得无溶剂端羟基环氧树脂。