低吸水率防腐涂层环氧树脂基体及其制备方法

摘要

本发明公开了一种低吸水率防腐涂层环氧树脂基体及其制备方法。本发明的方案中，聚硫橡胶在三苯基膦的催化下和环氧树脂发生交联反应，相较于普通的共混相容性更好，有效整合了两者增强聚合物基体的优势，弥补了各自的劣势，克服了传统聚硫橡胶/环氧树脂基体因相容性差导致的吸水率的问题，使基体的吸水率大大降低，力学性能和防腐性能极大提升，以此基体制成的防腐涂料可在海洋等严苛的腐蚀环境中使用。

说明书

技术领域

本发明涉及防腐涂料技术领域，具体涉及一种低吸水率防腐涂层环氧树脂基体及其制备方法。

背景技术

在高湿度或海洋环境中，金属防护需要重防腐涂料。通常，这些重防腐涂料至少需要两个特性。一种是对水具有良好的阻隔性能，另一种是与金属基材的紧密粘接，具有足够的粘接性才能更有效地保护基材，特别是在潮湿的条件下，水会使基材与涂层粘接性变差。此外，涂层上偶尔的划痕和磨损通常是不可避免的，紧密的附着力可以防止或延缓涂层从金属表面剥落。

制备涂层首先是基体的确定，环氧树脂收缩率低、抗渗透性优异、固化物性能稳定，奠定了其在重防腐涂料领域的重要地位，但其脆性大的缺点会降低涂层与底材金属的附着力，液体聚硫橡胶可与环氧树脂通过嵌段共聚反应将骨架中的硫醚键引入环氧树脂中，从而使链段具有较好的可移动性，因此改性后的环氧树脂整条分子链柔韧性得到改善，从而提高与底材金属的附着力，而防腐涂层要在恶劣环境下仍具有优异的防腐能力，除了具有良好的与底材金属的附着力之外，对基体的耐水性也有着较高要求，但在实际生产中发现聚硫/环氧体系的吸水率仍然偏高，无法达到重防腐要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明通过对聚硫橡胶改性环氧树脂方法的探索，研制出一种制备简单且适用于严苛腐蚀环境下的吸水率低、力学性能优异的聚硫橡胶改性环氧树脂基体及其制备方法，以满足重防腐涂料中使用的聚合物基体的需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种低吸水率防腐涂层环氧树脂基体，其特征在于：环氧树脂、聚硫橡胶、三苯基膦采用100:60:0.48的质量配比制备预聚物，随后将固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪按照环氧当量比1:1的比例加入预聚物中固化脱模得到低吸水率防腐涂层环氧树脂基体。

第二方面，本发明提供了一种低吸水率的聚硫橡胶改性环氧树脂基体及制备方法，步骤如下：

(1)按照环氧树脂(E51):聚硫橡胶(LP3):三苯基膦(TPP)＝100:60:0.48的质量配比将各原料加入三口瓶中，在90℃利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4小时将其充分搅拌均匀备用。

(2)将固化剂聚醚胺D230和N-氨乙基哌嗪(AEP)按照环氧当量比1:1的比例加入(1)中所制备的预聚物中并利用电动搅拌机在转速为1000r/min下搅拌5分钟将其充分搅拌均匀，在常温(25℃)真空条件下脱气除泡10min后,将其浇注于聚四氟乙烯模具中，并在25℃下保温固化24小时以及在80℃下保温固化96小时后，脱模得到固化后的聚硫橡胶改性环氧树脂基体。

本发明的优点及有益效果如下：

本发明的方案中，聚硫橡胶在三苯基膦的催化下和环氧树脂发生交联反应，相较于普通的共混相容性更好，有效整合了两者增强聚合物基体的优势，弥补了各自的劣势，克服了传统聚硫橡胶/环氧树脂基体因相容性差导致的吸水率的问题，使基体的吸水率大大降低，力学性能和防腐性能极大提升，以此基体制成的防腐涂料可在海洋等严苛的腐蚀环境中使用。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料制备方法：取环氧树脂(E51)100g，聚硫橡胶(LP3)60g，三苯基膦(TPP)0.48g，将各原料加入三口瓶中，在90℃利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4小时将其充分搅拌均匀，取锌铬黄10g、滑石粉6g加入并利用高速分散机在转速为3600转下进行高速分散，再加入16g聚醚胺D230固化剂和12g N-氨乙基哌嗪(AEP)固化剂，利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌5分钟使其混合均匀，随后在25℃下保温固化24小时以及在80℃下保温固化96小时制得防腐涂料。

结果分析：所制聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料比相同基体和颜填料的涂料，拉伸强度提高了19.1％，粘接强度提高了30.5％，硬度提高了12.4％，饱和吸水率降低了60.1％，低频绝对阻抗模量提高了11.7％。数据如表1所示：

表1本方法与常规共混方法制备的涂层性能

实施例2：

聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料制备方法：取环氧树脂(E51)100g，聚硫橡胶(LP3)60g，三苯基膦(TPP)0.48g，将各原料加入三口瓶中，在90℃利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4小时将其充分搅拌均匀，取磷酸锌8g、沉淀硫酸钡8g加入并利用高速分散机在转速为3600转下进行高速分散，再加入16g聚醚胺D230固化剂和12g N-氨乙基哌嗪(AEP)固化剂，利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌5分钟使其混合均匀，随后在25℃下保温固化24小时以及在80℃下保温固化96小时制得防腐涂料。

结果分析：所制聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料比相同基体和颜填料的涂料，拉伸强度提高了21.3％，粘接强度提高了28.5％，硬度提高了10.4％，饱和吸水率降低了57.9％，低频绝对阻抗模量提高了10.9％。数据如表2所示：

表2本方法与常规共混方法制备的涂层性能

实施例3：

聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料制备方法：取环氧树脂(E51)100g，聚硫橡胶(LP3)60g，三苯基膦(TPP)0.48g，将各原料加入三口瓶中，在90℃利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4小时将其充分搅拌均匀，取三聚磷酸铝8g、沉淀硫酸钡8g加入并利用高速分散机在转速为3600转下进行高速分散，再加入16g聚醚胺D230固化剂和12g N-氨乙基哌嗪(AEP)固化剂，利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌5分钟使其混合均匀，随后在25℃下保温固化24小时以及在80℃下保温固化96小时制得防腐涂料。

结果分析：所制聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料比相同基体和颜填料的涂料，拉伸强度提高了20.1％，粘接强度提高了26.4％，硬度提高了8.5％，饱和吸水率降低了55.6％，低频绝对阻抗模量提高了8.7％。数据如表3所示：

表3本方法与常规共混方法制备的涂层性能

实施例4：

聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料制备方法：取环氧树脂(E51)100g，聚硫橡胶(LP3)60g，三苯基膦(TPP)0.48g，将各原料加入三口瓶中，在90℃利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4小时将其充分搅拌均匀，取三聚磷酸铝10g、滑石粉6g加入并利用高速分散机在转速为3600转下进行高速分散，再加入16g聚醚胺D230固化剂和12g N-氨乙基哌嗪(AEP)固化剂，利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌5分钟使其混合均匀，随后在25℃下保温固化24小时以及在80℃下保温固化96小时制得防腐涂料。

结果分析：所制聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料比相同基体和颜填料的涂料，拉伸强度提高了18.2％，粘接强度提高了20.2％，硬度提高了7.3％，饱和吸水率降低了66.7％，低频绝对阻抗模量提高了15.6％。数据如表4所示：

表4本方法与常规共混方法制备的涂层性能

实施例5：

聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料制备方法：取环氧树脂(E51)100g，聚硫橡胶(LP3)60g，三苯基膦(TPP)0.48g，将各原料加入三口瓶中，在90℃利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌4小时将其充分搅拌均匀，取磷酸锌8g、高岭土8g加入并利用高速分散机在转速为3600转下进行高速分散，再加入16g聚醚胺D230固化剂和12g N-氨乙基哌嗪(AEP)固化剂，利用电动搅拌机在转速为200r/min下搅拌5分钟使其混合均匀，随后在25℃下保温固化24小时以及在80℃下保温固化96小时制得防腐涂料。

结果分析：所制聚硫橡胶/环氧树脂基防腐涂料比相同基体和颜填料的涂料，拉伸强度提高了16.7％，粘接强度提高了25.2％，硬度提高了16.9％，饱和吸水率降低了63.5％，低频绝对阻抗模量提高了16.5％。数据如表5所示：

表5本方法与常规共混方法制备的涂层性能

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的变换等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。