一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料及其制备方法技术

一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。由42％～47％的双酚S型环氧树脂、21～23％的含醚砜键芳香胺类固化剂、5％～13％的含氨基聚醚砜树脂、1～8％的颜填料、1～8％的助剂和余量的稀释剂组成。其是在搅拌下将含氨基聚醚砜树脂溶于部分稀释剂中，加入双酚S型环氧树脂、颜填料、助剂于砂磨机中研磨3～6h；再加入含醚砜键芳香胺固化剂和剩余的稀释剂，搅拌0.3～0.5h进行熟化后得到该涂料组合物。本发明专利技术所使用的含醚砜键的芳香胺类固化剂、双酚S型环氧树脂及聚醚砜树脂由于具有相似的芳醚砜类结构，有效提高了复合涂料的稳定性、耐热性、柔韧性、耐溶剂性及长期防腐蚀能力。性及长期防腐蚀能力。性及长期防腐蚀能力。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂体系防腐蚀涂料是在腐蚀环境中保护金属底材的最常用的方法之一。环氧树脂作为热固性树脂其性能可根据固化剂的化学结构和固化条件，获得化学稳定性、良好的物理性能和热性能。环氧树脂及其固化剂种类繁多，因此选择合适的环氧树脂体系应用于高性能长效防腐蚀涂料尤为重要。双酚S型环氧树脂是一种液晶环氧树脂，它不但液晶有序，且有着交联网状结构所具有的优点，具有优异的机械力学、耐热、介电性能，在耐热性、抗冲击性能、尺寸稳定性等方面均比传统环氧树脂有较大提高。由于极强的刚性砜基极性基团的引入，双酚S型环氧树脂在耐热性、热稳定性及其固化物的强度和韧性都明显优于双酚A型环氧树脂。并且由于其较高的耐热性能，双酚S型环氧树脂能够适用于聚醚砜树脂的固化温度。
[0003]聚醚砜分子结构中的刚性基团和柔性基团使其具有优异的柔韧性、耐冲击性、耐热性和硬度。此外，聚醚砜具有优异的金属附着力，有望作为填料应用于环氧树脂中共同制备复合涂层以改善环氧树脂的长期防腐蚀性能。近年来，聚醚砜涂料得到了广泛的研究和应用。
[0004]中国专利技术专利《一种海洋防腐复合涂料的制备方法》，申请公布号CN 110041807 A，将有机硅改性双酚A酚醛环氧树脂、聚醚砜混合浆料加入到改性纳米氧化锌浆料中，制备一种海洋防腐复合涂料。
[0005]中国专利技术专利《一种高耐热性环氧树脂及其制备方法》，申请公布号CN 110330763 A，由环氧封端改性低聚聚醚砜与双酚A型环氧树脂混合所得，其在5％热失重的温度为251～263℃。
[0006]中国专利技术专利《无溶剂输油管道防腐减阻特种涂料及其制备方法》，申请公布号CN 111205746 A，通过引入聚醚砜改性环氧树脂和长碳链的芳族碳氢树脂，制备了一种固体分含量达98％的液体环氧树脂和玻璃纤维粉的复合涂料体系。
[0007]由此可见，环氧树脂体系正广泛应用于防腐蚀涂料领域，但环氧树脂与固化剂种类繁多，对于金属长期防腐蚀表现不佳，考虑将综合性能优异的特种工程塑料聚醚砜加入到环氧树脂固化剂体系中来提高涂料对金属的长期保护能力。本专利技术制备了一种含有醚砜键的芳香胺类固化剂应用于双酚S型环氧树脂体系，为进一步提高涂料的长期防腐蚀能力，将综合性能优异的聚醚砜树脂加入到涂料组合物中，其芳醚砜类相似结构提高了聚醚砜在环氧树脂涂料中的相容性，制备一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料及其制备方法。
[0009]本专利技术所述的一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料为组合物，各组分质量百分数和按100％计算，由42％～47％的双酚S型环氧树脂、21～23％的含醚砜键芳香胺类固化剂、5％～13％的含氨基聚醚砜树脂、1～8％的颜填料、1～8％的助剂和余量的稀释剂组成。
[0010]其中，所述的双酚S型环氧树脂的结构式为(1)、(2)、(3)中的一种或两种，当是两种树脂的混合时，其质量比为1：1。
[0011][0012]常见的芳香胺类固化剂4,4
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二氨基二苯砜可提高涂层的耐热等级及热稳定性，然而由于其短链结构，与环氧树脂固化后刚性较强。因此本专利技术将含醚键的芳香胺类固化剂引入固化体系以降低涂层刚性，进一步提高涂层耐热等级，从而增强涂层的功能性。所述的含醚砜键芳香胺类固化剂的结构式为(4)，其名称为4,4
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双(4
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氨基苯氧基)二苯基砜(DOS)：
[0013][0014]其制备步骤如下：
[0015](1)在氮气保护下，将摩尔比为1：(2～2.8)：(2～2.8)的二羟基二苯砜、对氯硝基苯和碳酸钾加入到N,N
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二甲基甲酰胺中，在120～150℃下冷凝回流反应8～10小时；反应结束后，将反应体系冷却到室温，出料于搅拌状态下体积比为1：1的水与无水乙醇的混合溶液中，析出黄色固体产品，过滤产物反复水洗清除杂质，再进一步用乙醇和水(乙醇和水的体积比为1：1)重结晶得到淡黄色产物4,4
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双(4
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硝基苯氧基)二苯基砜，真空干燥；
[0016](2)在氮气保护下，将100g：(0.8～1.0)g：(650～850)mL的步骤(1)产物、钯炭和乙醇溶剂加热回流，然后将与乙醇体积比为1：(9～11)的水合肼水溶液(80wt％)缓慢滴入其中，加热回流持续3～5小时后将产物进行热过滤，溶液降温后自然析出产物4,4
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双(4
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氨基苯氧基)二苯基砜，真空干燥。
[0017]所述的含氨基聚醚砜树脂为氨基侧基的聚醚砜树脂、氨基封端的聚醚砜树脂中的一种或一种以上，其结构式为(5)和(6)；当是两种树脂的混合时，其质量比为0.5～5：1。
[0018][0019]其中，n为20～100的整数，x为5～20的整数，且n与x不相等；
[0020][0021]其中n为20～100的整数。
[0022]氨基侧基的聚醚砜树脂和氨基封端的聚醚砜树脂能与双酚S型环氧树脂反应，提高聚醚砜树脂在环氧树脂体系中的相容性，形成均匀致密的交联网络，减少涂层的空隙，有效阻止腐蚀介质与底材接触，提高涂层的长期防腐蚀能力。
[0023]各组分质量百分数和100％计算，所述的稀释剂是由30～60％的N,N
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二甲基乙酰胺、30～40％的甲苯和余量的正丁醇组成。
[0024]除上述成分外，还可向涂料组合物中添加颜填料和相关助剂等，进一步改善涂料组合物的装饰性和保护性。颜填料为炭黑、二氧化钛、片层状珠光粉等中的一种或几种，可根据所需颜色进行选择添加；助剂为有机膨润土、气相二氧化硅等的一种或两种。
[0025]本专利技术所述的一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料的制备步骤为：在3500～4000r/min的搅拌速度下，将含氨基聚醚砜树脂溶于部分稀释剂中，加入双酚S型环氧树脂、颜填料、助剂于砂磨机中研磨3～6h；再加入含醚砜键芳香胺固化剂和剩余的稀释剂，搅拌0.3～0.5h进行熟化，得到环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料。
[0026]应用本专利技术所述的环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料的涂覆工艺为：将熟化后的环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料利用空气喷枪和空气压缩机一次喷涂到经喷砂处理的金属底材上，在室温～160℃下烘干0.5～1小时，160～220℃烘干1～2小时，从而完成涂覆，涂层厚度为80～150μm。
[0027]由上述方法制得的涂层需要按照以下标准与方法进行性能测试：
[0028]1、样板涂层附着力参考GB/T1720
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1979《漆膜附着力测定法》进行测试。
[0029]2、样板涂层厚度参考GB/T1764
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1979《漆膜厚度测定法》本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料，其特征在于：各组分质量百分数和按100％计算，该由42％～47％的双酚S型环氧树脂、21～23％的含醚砜键芳香胺类固化剂、5％～13％的含氨基聚醚砜树脂、1～8％的颜填料、1～8％的助剂和余量的稀释剂组成；其中，双酚S型环氧树脂为结构式(1)、(2)、(3)所示化合物中的一种或两种，当是两种树脂的混合时，其质量比为1：1；含醚砜键芳香胺类固化剂为结构式(4)所示的化合物，其名称为4,4
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双(4
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氨基苯氧基)二苯基砜；含氨基聚醚砜树脂为结构式(5)所示的氨基侧基的聚醚砜树脂，或结构式(6)所示的氨基封端的聚醚砜树脂中的一种或一种以上；当是两种树脂的混合时，其质量比为0.5～5：1；其中，n为20～100的整数，x为5～20的整数，且n与x不相等；其中n为20～100的整数。2.如权利要求1所述的一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料，其特征在于：各组分质量百分数和100％计算，稀释剂是由30～60％的N,N
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二甲基乙酰胺、30～40％的甲苯和余量的正丁醇组成。3.如权利要求1所述的一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料为，其特征在于：颜填料为炭黑、二氧化钛、片层状珠光粉中的一种或几种；助剂为有机膨润土、气相二氧化硅中的
一种或两种。4.权利要求1～3任何一项所述的一种环保型聚芳醚砜高性能防腐蚀涂料的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：关绍巍，舒萌，王洪悦，祝世洋，姚洪岩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：