[发明专利]一种尼龙结晶增强的环氧树脂涂层及其制备方法

说明书

一种尼龙结晶增强的环氧树脂涂层及其制备方法，按照质量百分比含量由组分尼龙‑6为2.5~10.0%、环氧树脂为61.5~67.3%、六氟异丙醇10%、固化剂18.5~20.2%，外加流平剂和消泡剂各0.5~2ml的方式组成，并按照溶解，复配，加热搅拌，共混固化，烘烤等步骤制备该涂层，提升了固化后环氧基树脂的机械性能和耐腐蚀性能，并取得了最优的复配比例。

技术领域

本发明涉及复合高分子材料领域，尤其涉及一种尼龙结晶增强的环氧树脂涂层及其制备方法。

背景技术

金属的腐蚀一直是困扰着社会与经济发展的一个严重问题，金属保护涂层往往作为最为经济实用的保护措施被广泛应用在金属防腐上。本文通过使用尼龙-6对环氧树脂进行共混改性，试图在解决环氧树脂固化物的机械性能较差等一系列问题的同时，保证环氧树脂材料本身优异性能。

环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂目前被称为三大通用型热固性树脂，它们目前是热固性树脂中用量最大、应用最广泛的种类。环氧树脂中含有独特的环氧基，以及羟基、醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。与其他热固性树脂相比较，环氧树脂的种类和牌号最多，性能各异。环氧树脂固化剂的种类更多，再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。

然而由于环氧树脂与固化剂的加成反应是放热反应，在反应过程中将发生体积收缩，将会造成收缩应力。另一方面，由于环氧树脂与环氧树脂接触的材料膨胀系数不同，在温度变化时，界面会产生热应力。如果配方体系的韧性与机械强度较差，其应力无法得到充分的传递而使应力消除，当其超过固化物的强度极限时，就将会造成不可逆的材料开裂现象。针对上述问题，科研人员开展了许多研究工作，主要集中在提高环氧树脂的断裂韧性和延展性上。目前Zhong和Guo研究了环氧树脂和醇溶性尼龙的混合物的混溶性和固化动力学。这些结果表明，尼龙和环氧树脂之间发生的混溶性水平和反应程度取决于共混物的组成成分。当环氧树脂是次要组分时，环氧乙烷环和尼龙的酰胺氮之间的亲核反应是主导反应。以环氧树脂为主要组分的组合物发生不同类型的固化反应，其特征表现出相对大的活化能。在M.Bakar等人的通过加入蒙脱石和聚酰胺共混对环氧树脂进行改性的研究中，他发现添加2％蒙脱石或5％聚酰胺相对于未改性环氧树脂而言，可以更好的改进冲击强度和临界应力强度因子。然而，发现在三点弯曲模式下测量的弯曲强度和韧性增加程度较小。

发明内容

本发明的目的是针对现有环氧树脂固化后较差的韧性，耐冲击损伤能力差，材料性能的分散性较大，横向性能和层间剪切强度不够好等缺陷，将环氧基树脂与热塑性材料共混。热塑性高分子的加入可以在有效提升环氧基树脂韧性的同时而不损害环氧基体树脂的其他性质，尤其是环氧树脂材料的耐腐蚀性能。因此，将热固性高分子与热塑性高分子复合获得同时具有二者优异性能的高分子材料具有重要的应用价值，并且上述新型高分子材料的制备与研究中相关理论的探讨也具有很好的科学意义。

为了达到上述目的，本发明是通过对环氧基体中尼龙-6晶体结构的调控，研究热塑性高分子对热固性高分子改性可能对复合高分子材料带来的影响。通过使用尼龙-6对环氧树脂进行共混改性，试图在解决环氧树脂固化物的机械性能较差等一系列问题的同时，保证环氧树脂材料本身优异性能。

尼龙-6是一种具有高拉伸强度以及具有弹性的白色聚合物。其强度为6-8.5 gm/den，密度为1.084 g/mL。它的熔点为215 °C，玻璃化转变温度为47 ℃。由于其酰胺基团是极性基团，可以形成氢键，其分子间的作用力大，以及分子链排列整齐，所以尼龙-6表现出优异的机械性能：抗冲击性能好、强度高、韧性好、结晶度高、熔点高、磨擦系数小、具有耐性和自润滑性、吸振和消音性能好。