本发明专利技术公开了一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料及其制备方法，该材料包括A、B两种组分，以质量百分比计，A组分由38～48%的互穿网络聚合物和49～59%的填料及1～5%助剂经高速分散、研磨所制得的混合物，B组分由40～60%的改性胺固化剂与44～54%的填料及1～2%助剂高速分散后所制得的混合物。使用时，将所制备的A组份、B组份按重量比为1:3‑5混合均匀后，进行施工。该材料具有粘结强度高，抗冲击性能好，耐腐蚀性能优良等特点，用于锌电解阴极板绝缘耐蚀包边涂层，可很好的解决塑料夹条作为耐蚀绝缘层所存在的技术不足，提高阴极板使用寿命2～3倍。
A polyurethane modified epoxy composite coating material and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料及其制备方法
本专利技术涉及耐腐蚀涂层材料
，具体的说是一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料及其制备方法，该涂层材料用于锌电解阴极板边缘绝缘耐腐蚀涂层。
技术介绍
在湿法冶金行业，锌电积是在槽温37～42℃，电流密度500-550A/m2，槽电压3.2-3.3V，析出周期24h工艺条件下将已经净化好的硫酸锌溶液连续不断地从电解槽的进液端送入电解槽中，以铅银合金板做阳板，压延铝板做阴极，悬挂在槽内，当通直流电时，在阴极上析出金属锌，在阳极上则放出氧气的过程。经过电积后电解液含锌45～65g/L，含硫酸150～200g/L，不断从电解槽的溢流口排出。当电积一定时间后（一般24h）把阴极板提出，用人工方法把析出锌剥离下来送往熔铸工序，剥去锌的阴极铝板再装入电解槽继续使用。在电解过程中，阴极铝板大部分面积浸泡在电解液中，小部分面积暴露在空气中，暴露在空气中的部分由于处于气液相界面处，直接跟空气中的氧气、二氧化碳、硫酸酸雾接触，这些腐蚀介质在铝板表面形成一个腐蚀性比较强的微环境，处于此环境中的铝板会遭受到严重的腐蚀。为了使电积在阴极板上的锌易于剥离，一般需在阴极板两侧边缘做耐酸绝缘边。西北某湿法锌冶炼厂，阴极铝板两侧采用塑料夹条作为耐蚀绝缘层，由于塑料夹条存有缝隙，电解液中存在有氟和氯等离子，极易在铝阴极板表面形成腐蚀坑，严重影响铝阴极板电解效果和使用寿命，铝阴极板的使用寿命一般1～2个月，企业的生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料及其制备方法，所制备的聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料具有粘结强度高，抗冲击性能好，耐腐蚀性能优良等特点，用于锌电解阴极板绝缘耐蚀包边涂层，可很好的解决塑料夹条作为耐蚀绝缘层所存在的技术不足，提高阴极板使用寿命。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，用于锌电解阴极板边缘绝缘耐腐蚀涂层，以质量百分比计，它由20-25%的A组分和75-80%的B组分混合而成；其中A组分以质量百分比计，是由38-48%的互穿网络聚合物、49-59%的填料和1-5%的助剂经高速分散、研磨所制得的混合物；B组分以质量百分比计，是由40-60%的改性胺固化剂与44-54%的填料及1-2%助剂高速分散后所制得的混合物。优选的，所述填料选用粒径为纳米级二氧化钛、金红石型钛白粉、高色素炭黑中的一种或者两种或者两种以上的混合物。优选的，所述助剂选用BYK-310、BNK-LK330流平剂、BYK-110、BYK-106分散剂、BYK-141、BYK-024消泡剂、气相二氧化硅触变剂、KH-560或KH-550偶联剂中的一种或者两种或者两种以上搭配而成。一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料的制备方法，该涂层材料为上述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，包括以下步骤：步骤一、制备端羟基树脂：以质量百分比计，称取20-30%三羟甲基丙烷、10-16%甘油、45-55%苯二甲酸酐、5-10%顺丁烯二酸酐和3-6%二甲苯加入至带有搅拌、加热和冷凝装置的三口瓶中，开启搅拌，通氮气保护，缓慢将温度升至190-210℃反应10h,制得端羟基树脂；端羟基树脂中羟值为56±5mgKOH/g，酸值≤1.0mgKOH/g；步骤二、制备带有NCO端基预聚体：以质量百分比计，称取40-50%端羟基树脂、50-60%多异氰酸酯和适量的催化剂磷酸加入至带有搅拌、加热和冷凝装置的三口瓶中，开启搅拌，升温至50-55℃反应1h,再次升温至75-80℃反应5h,制得带有NCO端基预聚体，带有NCO端基预聚体中NCO端基的质量百分比含量为3-4%；步骤三、制备互穿网络聚合物：以质量百分比计，称取9-22%步骤二所制备的带有NCO端基预聚体、75-90%的双酚A型环氧树脂及适量的催化剂三乙醇胺加入至带有搅拌、加热和冷凝装置的三口瓶中，开启搅拌，通氮气保护，升温至60-65℃反应1h,继续升温至80-85℃反应3h,然后降温至45-55℃保温反应1h，制得互穿网络聚合物，互穿网络聚合物环氧值为0.36～0.42mol/100克，相对分子4500～5000；步骤四、制备A组分：以质量百分比计，称取38-48%的步骤三所制备的互穿网络聚合物、49-59%的填料和1-5%的助剂，放入带高速搅拌装置的分散桶中，以1000rpm的转速转动30min，物料充分混合并经研磨至粒度小于20μm后制得A组分；步骤五、制备B组分：以质量百分比计，称取40-60%的改性胺固化剂、44-54%的填料和1-2%的助剂，放入带高速搅拌装置的分散桶中，以1000rpm的转速转动30min，物料充分混合并经研磨至粒度小于20μm后制得B组分；步骤六、制备涂层材料：以质量百分比计，称取20-25%的步骤四所制备的A组分和75-80%的步骤五所制备的B组分，混合均匀后得到聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料。优选的，所述步骤二中多异氰酸酯选用异氰酸酯类中的甲苯二异氰酸酯（TDI）或六亚甲基二异氰酸酯（HDI）。优选的，所述步骤三中双酚A型环氧树脂的环氧值0.41～0.54mol/100克，选用E-44型或E-51型环氧树脂。优选的，所述步骤五中改性胺固化剂的胺值为350～480mgKOH/g，选用T-31固化剂或ZY-S855环氧固化剂。步骤一制备的端羟基树脂是由多元醇和多元酸中的羟基和羧基进行酯化缩聚反应得到的产物，其主要化学反应方程式为：（1）步骤二所制备带有NCO端基预聚体是利用端羟基树脂中的羟基与异氰酸酯中的NCO基反应而制得的，其主要化学反应方程式为：（2）步骤三所制备的互穿网络聚合物是利用双酚A型环氧树脂与其他几种柔性聚合物相互贯穿成连锁结构，形成交织网状永久缠绕的聚合物。由于互穿网络具有强迫互溶，界面互穿和双相连续等结构形态特征，故在性能上反映出非同一般的协同效应。互穿网络聚合物特有的强迫互容作用能使两种性能差异很大或具有不同功能的聚合物形成稳定的结合,从而实现组分之间性能的互补；同时互穿网络聚合物的特殊细胞状结构、界面互穿、双相连续等结构形态特征,又使得它们在性能或功能上产生特殊的协同作用。因此，与其它类型的聚合物相比，该聚合物具有更优异的性能。其主要化学反应方程式为：（3）本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，具有粘结强度高，抗冲击性能好，耐腐蚀性能优良等特点，用于锌电解阴极板绝缘耐蚀包边涂层，可很好的解决塑料夹条作为耐蚀绝缘层所存在的技术不足，提高阴极板使用寿命2～3倍。本专利技术所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料的制备方法，采用互穿网络技术，利用双酚A型环氧树脂与其他几种柔性聚合物相互贯穿成连锁结构，形成交织网状永久缠绕的聚合物。由于互穿网络具有强迫互溶，界面互穿和双相连续等结构形态特征，故在性能上反映出非同一般的协同效应。以该聚合物为基料制取的涂层材料其综合性能均得到了显著的提高和改善。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，用于锌电解阴极板边缘绝缘耐腐蚀涂层，以质量百分比计，它由20%的A组分和80%的B组分混合而成。上述聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料的制备方法，包括以下步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，用于锌电解阴极板边缘绝缘耐腐蚀涂层，其特征在于：以质量百分比计，它由20‑25%的A组分和75‑80%的B组分混合而成；其中A组分以质量百分比计，是由38‑48%的互穿网络聚合物、49‑59%的填料和1‑5%的助剂经高速分散、研磨所制得的混合物；B组分以质量百分比计，是由40‑60%的改性胺固化剂与44‑54%的填料及1‑2%助剂高速分散后所制得的混合物。
【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，用于锌电解阴极板边缘绝缘耐腐蚀涂层，其特征在于：以质量百分比计，它由20-25%的A组分和75-80%的B组分混合而成；其中A组分以质量百分比计，是由38-48%的互穿网络聚合物、49-59%的填料和1-5%的助剂经高速分散、研磨所制得的混合物；B组分以质量百分比计，是由40-60%的改性胺固化剂与44-54%的填料及1-2%助剂高速分散后所制得的混合物。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，其特征在于：所述填料选用粒径为纳米级二氧化钛、金红石型钛白粉、高色素炭黑中的一种或者两种或者两种以上的混合物。3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，其特征在于：所述助剂选用BYK-310、BNK-LK330流平剂、BYK-110、BYK-106分散剂、BYK-141、BYK-024消泡剂、气相二氧化硅触变剂、KH-560或KH-550偶联剂中的一种或者两种或者两种以上搭配而成。4.一种聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料的制备方法，该涂层材料为权利要求1至3任一项所述的聚氨酯改性环氧树脂复合涂层材料，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、制备端羟基树脂：以质量百分比计，称取20-30%三羟甲基丙烷、10-16%甘油、45-55%苯二甲酸酐、5-10%顺丁烯二酸酐和3-6%二甲苯加入至带有搅拌、加热和冷凝装置的三口瓶中，开启搅拌，通氮气保护，缓慢将温度升至190-210℃反应10h,制得端羟基树脂；端羟基树脂中羟值为56±5mgKOH/g，酸值≤1.0mgKOH/g；步骤二、制备带有NCO端基预聚体：以质量百分比计，称取40-50%端羟基树脂、50-60%多异氰酸酯和适量的催化剂磷酸加入至带有搅拌、加热和冷凝装置的三口瓶中，开启搅拌，升温至50-55℃反应1h,再次升温至75-80℃反应5h,制得带有NCO端基预聚体，带有NCO端基预聚体中N...
【专利技术属性】
技术研发人员：张析，王进龙，余江鸿，吴斌，周涛，王军，刘守信，王永斌，
申请(专利权)人：西北矿冶研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃,62
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