一种低粘度固化剂与轻合金涂料及涂料制备方法技术

本申请涉及防腐材料领域，具体公开了一种低粘度固化剂与轻合金涂料及涂料制备方法。低粘度固化剂，包括重量比为（3.066

【技术实现步骤摘要】
一种低粘度固化剂与轻合金涂料及涂料制备方法


[0001]本申请涉及防腐材料领域，更具体地说，它涉及一种低粘度固化剂与轻合金涂料及涂料制备方法。

技术介绍

[0002]轻合金指由两种或两种以上密度小于或等于4.5克/立方厘米的金属元素（如铝、镁、钛等）熔合而成的合金。轻合金一般会与空气中的氧气发生反应，在轻合金表面形成致密的氧化层，氧化层可阻止氧气进一步氧化合金，起到一定的阻隔作用。但是这种阻隔作用是远远不能满足合金的防腐要求的。
[0003]为了提高轻合金的防腐性能，一般会在轻合金氧化层的基础上再添加涂料涂层，进一步提高材料防腐能力，但轻合金表面因为氧化层的存在，使得涂料涂层的附着力低、结合强度差，从而影响轻合金的长久防腐性能。

技术实现思路

[0004]为了提高涂料涂层的附着力，本申请提供一种低粘度固化剂与轻合金涂料及涂料制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种低粘度固化剂，采用如下的技术方案：一种低粘度固化剂，其包括以下原料：三乙烯四胺、环氧树脂、聚醚多元醇缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚，其中三乙烯四胺、环氧树脂、聚醚多元醇缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚的重量比为（3.066
‑
3.358）：10：（1.875
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2.500）：（0.90
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1.08）；其制备方法为：首先将三乙烯四胺与聚醚多元醇缩水甘油醚进行加成反应，得到一次加成物；然后，将一次加成物与环氧树脂进行加成反应，得到二次加成物；再将二次加成物与苯基缩水甘油醚进行加成反应，得到三次加成物；最后，将三次加成物加水稀释后得到低粘度固化剂。
[0006]通过采用上述技术方案，三乙烯四胺与聚醚多元醇缩水甘油醚反应，三乙烯四胺接枝在聚醚多元醇缩水甘油醚的两端，形成夹心型的三乙烯四胺
‑
聚醚多元醇缩水甘油醚多胺加成物，然后用环氧树脂对多胺加成物进行扩链，最后用苯基缩水甘油醚进行封端，得到的产物稀释后得到低粘度固化剂。固化剂中三乙烯四胺是一种脂肪胺，黏度低、室温下可固化、各项机械性能均衡；引入聚醚多元醇缩水甘油醚，调整固化剂的亲水亲油平衡值，并通过在固化剂分子结构中引入柔性聚醚链段来改善固化涂层的柔韧性；用苯基缩水甘油醚进行封端，消耗掉前两步反应中未反应完的伯胺氢，从而延长适用期，另外，苯基缩水甘油醚分子中的刚性的苯环与环氧基相连，可以提高涂层硬度。本申请的固化剂是含有疏水性环氧树脂链段、亲水性聚醚链段和多胺链段的多嵌段化合物，粘度低、表面活性强，可以更好的分散在水中，有利于提高涂层的附着力。
[0007]优选的，所述聚醚多元醇缩水甘油醚为聚丙二醇二缩水甘油醚。
[0008]通过采用上述技术方案，聚丙二醇二缩水甘油醚的分子结构中醚键旁边的α碳上
连接了一个甲基，醚键的比重有所降低，亲水性较弱，为水乳化性，和环氧树脂相容性良好的同时具有一定的亲水性，固化得到的涂层平整通透，硬度和柔韧性等指标都达到理想状态。
[0009]第二方面，本申请提供一种应用上述任一低粘度固化剂的轻合金涂料，采用如下的技术方案：一种合金涂料，包括A组分与B组分，所述A组分包括以下重量份原料：环氧树脂乳液59.3
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74.13份、填料7.41
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11.12份、流平剂0.74
‑
2.22份、分散剂0.74
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2.22份、消泡剂0.74
‑
1.48份、附着力促进剂1.48
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2.97份、硅烷偶联剂0.22
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0.37份、颜料7.41
‑
14.83份；所述B组分为低粘度固化剂，所述A组分与B组分的重量比为1：（0.8
‑
1）。
[0010]通过采用上述技术方案，环氧树脂的分子结构中具有羟基、醚键，它们可以与相邻界面产生电磁吸附，或者形成化学键，尤其是活性极大的环氧基能与固化剂发生反应生成三维交联网状结构的热固性聚合物，使得分子本身具有了一定的内聚力，对轻合金有良好的粘接性能，而且环氧树脂还可以与轻合金氧化层表面的羟基结合，进一步增加涂层的附着力。应用自制低粘度固化剂，可以提高固化剂在涂料体系中分散的均匀性，从而提高固化剂与环氧树脂的结合，提高了涂层的均一性。而涂料中的填料可以增大涂层的粗糙度，硅烷偶联剂辅助各原料相溶，并提高填料在涂料体系中分散的均匀性，进一步提高涂层的附着力，增大涂层与轻合金之间的结合强度，提高涂层防腐的持久性。
[0011]优选的，所述A组分还包括木质素，木质素与环氧树脂乳液的重量比为（0.08
‑
0.1）：1。
[0012]通过采用上述技术方案，木质素是由3种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子，含有丰富的芳环结构、脂肪族和芳香族羟基以及醌基等活性基团。加入木质素对环氧树脂进行改性，木质素的酚醚分子链交联到环氧树脂中，可以促进固化反应的进行，提高涂层的附着力。
[0013]优选的，所述木质素为环氧改性木质素。
[0014]优选的，所述木质素的改性方法包括以下步骤：1）木质素热解聚：将木质素溶解在质量分数为12
‑
15%的氢氧化钠溶液中，然后加热至180
‑
200℃，反应100
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120min，得到反应液，将反应液冷却至室温后，调节反应液pH为1
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2，将析出的解聚木质素抽滤，直至上层液pH为7，干燥，得到解聚木质素；2）将步骤1）得到的解聚木质素与环氧氯丙烷以重量比为1：（6
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7）混合均匀，然后加入催化剂，在80
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85℃下反应2
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2.5h，反应完成后，舍去液体，减压蒸馏，蒸馏完成后取出蒸干样品，干燥，得到环氧改性木质素。
[0015]通过采用上述技术方案，先对木质素进行热解聚，解聚木质素的醚键发生断裂，羟基含量增加，但芳香基团没有发生破坏；然后对解聚后的木质素进行环氧改性，在木质素上接枝环氧基团，提高木质素与环氧树脂体系的相容性，在固化过程中，环氧改性木质素除可以催化环氧树脂与自制低粘度固化剂的化学反应外，还可以参与到环氧树脂的交联固化反应中。进一步提高涂层的附着力，增大涂层与轻合金之间的结合强度，提高涂层防腐的持久性。
[0016]优选的，所述填料包括滑石粉与纳米填料，纳米填料包括重量比为3：（1
‑
2）的纳米
氮化硼颗粒与纳米二硫化钼颗粒。
[0017]通过采用上述技术方案，涂料中环氧树脂作为粘合剂占大部分成分，可以提供一个物理屏障，防止轻合金直接暴露于腐蚀介质中，纳米氮化硼颗粒与纳米二硫化钼颗粒作为功能填料加入到环氧树脂中，填充涂层的微孔和裂纹，增强涂层的阻隔效应；此外，纳米填料因其大的比表面积和良好的长宽比可以使腐蚀物质的扩散路径曲折延长，增强涂层的迷宫效应，纳米填料在环氧树脂涂层中从两方面协同阻碍腐蚀介质的渗透，提高防腐性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低粘度固化剂，其特征在于，其包括以下原料：三乙烯四胺、环氧树脂、聚醚多元醇缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚，其中三乙烯四胺、环氧树脂、聚醚多元醇缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚的重量比为（3.066
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3.358）：10：（1.875
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2.500）：（0.90
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1.08）；其制备方法为：首先将三乙烯四胺与聚醚多元醇缩水甘油醚进行加成反应，得到一次加成物；然后，将一次加成物与环氧树脂进行加成反应，得到二次加成物；再将二次加成物与苯基缩水甘油醚进行加成反应，得到三次加成物；最后，将三次加成物加水稀释后得到低粘度固化剂。2.根据权利要求1所述的一种低粘度固化剂，其特征在于：所述聚醚多元醇缩水甘油醚为聚丙二醇二缩水甘油醚。3.一种含有权利要求1
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2任一所述的低粘度固化剂的轻合金涂料，包括A组分与B组分，其特征在于：所述A组分包括以下重量份原料：环氧树脂乳液59.3
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74.13份、填料7.41
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11.12份、流平剂0.74
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2.22份、分散剂0.74
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2.22份、消泡剂0.74
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1.48份、附着力促进剂1.48
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2.97份、硅烷偶联剂0.22
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0.37份、颜料7.41
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14.83份；所述B组分为低粘度固化剂，所述A组分与B组分的重量比为1：（0.8
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1）。4.根据权利要求3所述的一种轻合金涂料，其特征在于，所述A...

【专利技术属性】
技术研发人员：付翠茜，商汉章，黄凯，季学伟，李彤，颜国胜，付天竹，翟咏，陈静，
申请(专利权)人：天津中航百慕新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：