一种聚酰亚胺树脂及制备方法和免除锈防腐涂料及制备方法技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，公开了一种聚酰亚胺树脂及制备方法和免除锈防腐涂料及制备方法。本发明专利技术的免除锈防腐涂料包含以下质量份数的原料：聚酰亚胺树脂15～40份、渗透剂5～10份、颜料1～3份、填料20～60份、流平剂1～3份、消泡剂1～3份、成膜助剂10～25份、水50～100份。该涂料通过聚酰亚胺树脂中吡啶基团的N原子与铁锈层的铁离子螯合，且肽键与铁锈中的游离铁离子反应形成化合物，两个反应使铁锈层迅速转化为结构稳定的含铁化合物，实现免除锈防腐的目的。酰亚胺结构也增加了树脂结构的稳定性，使涂料的耐腐蚀、耐季候性、耐磨性等方面都有提高。有提高。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺树脂及制备方法和免除锈防腐涂料及制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种聚酰亚胺树脂及制备方法和免除锈防腐涂料及制备方法。

技术介绍

[0002]为了保障金属结构的使用寿命，在使用前一般进行涂装以降低金属的腐蚀速度。涂装前为保证防腐的效果通常对底材进行除锈处理，据估计，涂装前金属表面预处理占整个涂装工作量的45％左右，如果能降低或省去除锈工作量，就可以大大简化涂装工艺，减轻劳动强度和减少锈尘对人体的伤害。免除锈涂料由于减少了表面处理的工作量，满足了对金属锈蚀表面的防护要求，因而在市场上很受欢迎。
[0003]目前，市面上免除锈涂料大致分为三种类型：转化型、稳定型和渗透型免除锈涂料。转化型涂料是在涂料中加入转化剂将金属表面的活泼铁锈转化为结构稳定的物质，并将其残留在涂料之中，实现防腐的目的，但转化型涂料对没有锈蚀的金属表面具有一定腐蚀作用，因此不适用于锈迹不均匀的金属表面；稳定型涂料是在涂料中添加数种稳定剂，与铁锈中的活性有害成分反应生成稳定的化合物，使铁锈钝化失去活性，不能继续发生腐蚀，最后使整个锈层成分发生改变，转化为涂料中稳定的成分，稳定性涂料与铁锈反应较慢，一般需要8
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10个月方能完全转化，只适用于铁锈层较薄的金属表面；渗透型涂料是采用渗透能力强的原料，通过物理方式渗透进钢铁表面的锈层，将锈包裹在涂层之中，使之成为涂层的一部分，物理阻隔了锈层与外界腐蚀介质交换，从而阻止了进一步腐蚀，但渗透型涂料成本较高、保护效果受限，一般不会单独应用。
[0004]因此，如何开发一种成本低、安全无毒、防护效果好且易于施工的免除锈防腐涂料建筑行业的发展具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种聚酰亚胺树脂及制备方法和免除锈防腐涂料及制备方法，解决现有的免除锈涂料成本高、不环保、与带锈基体结合不稳定、防腐效果差的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种聚酰亚胺树脂，所述聚酰亚胺树脂的结构式如下所示：
[0008][0009]其中，n为5～30的自然数。
[0010]本专利技术还提供了一种聚酰亚胺树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)将二元酸、水和五氧化二磷混合，于145～160℃反应10～20min，得到二元酐；
[0012](2)将二元酐、二元胺和无水乙醇混合，于100～150℃反应16～28min，得到聚酰亚胺树脂。
[0013]优选的，在上述一种聚酰亚胺树脂的制备方法中，所述步骤(1)中二元酸的结构式为步骤(1)中二元酐的结构式为步骤(2)中二元胺的结构式为
[0014]优选的，在上述一种聚酰亚胺树脂的制备方法中，所述步骤(1)中二元酸、五氧化二磷和水的摩尔体积比为1～1.7mol：0.2～0.4mol：260～350mL；所述步骤(2)中二元酐、二元胺和无水乙醇的摩尔比为1～1.5：1～2：0.1～0.3。
[0015]本专利技术还提供了一种包含上述聚酰亚胺树脂的免除锈防腐涂料，所述免除锈防腐涂料包含以下质量份数的原料：聚酰亚胺树脂15～40份、渗透剂5～10份、颜料1～3份、填料20～60份、流平剂1～3份、消泡剂1～3份、成膜助剂10～25份、水50～100份。
[0016]优选的，在上述一种免除锈防腐涂料中，所述渗透剂为渗透剂OT、渗透剂JFC、辛醇硫酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
[0017]优选的，在上述一种免除锈防腐涂料中，所述颜料为氧化铁红、锌黄粉、钛白粉、炭黑、三聚磷酸铝和云母氧化铁中的一种或几种。
[0018]优选的，在上述一种免除锈防腐涂料中，所述流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素和聚酯改性聚硅氧烷中的一种或几种。
[0019]优选的，在上述一种免除锈防腐涂料中，所述成膜助剂为丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯、十二碳醇酯和醋酸特丁酯中的一种或几种。
[0020]本专利技术还提供了一种免除锈防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0021]将聚酰亚胺树脂、颜料、填料、40～60％质量份的水混合，搅拌20～30min后研磨至细度≤60μm；再加入流平剂、消泡剂、渗透剂、成膜助剂和剩余水，搅拌15～25min，得到免除锈防腐涂料。
[0022]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023](1)本专利技术的涂料通过聚酰亚胺树脂中吡啶基团的N原子与铁锈层的铁离子螯合，迅速将铁锈转化稳定的含铁螯合物，之后聚酰亚胺树脂中的肽键与铁锈中的游离铁离子反应形成化合物，两个反应的结合使铁锈层迅速转化为结构稳定的含铁化合物，实现免除锈防腐的目的，结合了稳定性免除锈涂料和转化型免除锈涂料的优点，转化迅速，避免了常规免除锈涂料干燥时间长，转化慢的问题。
[0024](2)聚酰亚胺树脂与铁离子针对性螯合，对未生锈的铁原子不反应，因此对未生锈的金属表面无腐蚀作用，对锈层不均匀的金属表面防腐效果良好；同时，聚酰亚胺树脂本身
分子较小所以具有极强的渗透性，在渗透剂的辅助作用下能迅速深入铁锈层深处，因此对锈蚀程度严重的金属表面也能迅速转化。聚酰亚胺与铁反应之后分子间通过铁离子链接会形成致密的大分子化合物网络，使涂层牢固的吸附在金属表面，同时阻止水分和氧气的进入，起到防锈的作用，酰亚胺结构也增加了树脂结构的稳定性，使涂料的耐腐蚀、耐季候性、耐磨性等方面都有提高。
[0025](3)本专利技术的涂料成分与铁锈层反应迅速，干燥快，仅20～30min后便可涂刷面漆，大大减少了施工时间，且对面漆要求低，与市面上绝大多数面漆都能适配。
[0026](4)本专利技术的涂料为水性涂料，涂料主体为聚酰亚胺树脂，本身稳定无毒，挥发性低，溶剂为水，稳定无毒，可长期储存且调配涂刷时对工人无危害，无需佩戴防毒面具。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供一种聚酰亚胺树脂，该聚酰亚胺树脂的结构式如下所示：
[0028][0029]其中，n为5～30的自然数。
[0030]本专利技术还提供一种聚酰亚胺树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0031](1)将二元酸溶解于水中，加入五氧化二磷，于145～160℃反应10～20min，得到二元酐，化学反应如下：
[0032][0033](2)将二元酐和二元胺混合，加入无水乙醇，于100～150℃反应16～28min，得到聚酰亚胺树脂，化学反应如下：
[0034][0035]在本专利技术中，步骤(1)中二元酸的结构式优选为步骤(1)
中二元酐的结构式优选为步骤(2)中二元胺的结构式优选为
[0036]在本专利技术中，步骤(1)中二元酸、五氧化二磷和水的摩尔体积比优选为1～1.7mol：0.2～0.4mol：260～350mL，进一步优选为1.1～1.6mol：0.23～0.38mol：267～343mL，更优选为1.5mol：0.35mol：298mL。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺树脂，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂的结构式如下所示：其中，n为5～30的自然数。2.权利要求1所述的一种聚酰亚胺树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二元酸、水和五氧化二磷混合，于145～160℃反应10～20min，得到二元酐；(2)将二元酐、二元胺和无水乙醇混合，于100～150℃反应16～28min，得到聚酰亚胺树脂。3.根据权利要求2所述的一种聚酰亚胺树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中二元酸的结构式为步骤(1)中二元酐的结构式为步骤(2)中二元胺的结构式为4.根据权利要求2或3所述的一种聚酰亚胺树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中二元酸、五氧化二磷和水的摩尔体积比为1～1.7mol：0.2～0.4mol：260～350mL；所述步骤(2)中二元酐、二元胺和无水乙醇的摩尔比为1～1.5：1～2：0.1～0.3。5.一种包含权利要求1所述聚酰亚胺树脂的免除锈防腐涂料，其特征在于，所述免除锈防腐涂料包含以下质量份数的原料：聚酰亚胺树脂15～40份、渗透剂5～10份、颜料1～3份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛金成，张海燕，李林辉，程杰，张华梁，
申请(专利权)人：成都普利美特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：