CN101289591B - 一种环保型耐腐蚀涂料及其制备方法 - Google Patents
一种环保型耐腐蚀涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种环保型耐腐蚀涂料及其制备方法，用于金属材料的表面防腐与防护。以低分子液体聚丁二烯接枝马来酸酐为基础树脂，以非苯系物溶剂为稀释剂，加入固化剂通过热交联获得环保耐腐蚀涂料。该涂料的重量分数配比组成为：马来酸酐化低分子液体聚丁二烯20～70％、稀释剂10～50％、交联剂0.5～5％、固化剂0.5～5％、颜料5～25％。应用后显示出其优异的耐腐蚀、耐指纹、耐水、耐化学和良好的物理机械性能，而且该涂料制备工艺简单，容易推广，适用于金属表面，尤其适用作镀锌板的彩涂板涂料、镁合金表面的防腐装饰涂料等金属表面的防腐蚀涂料，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及化工产品领域，更具体地说是涉及环保型耐腐蚀涂料。
背景技术
耐腐蚀涂料主要以环氧、聚酯、聚氨酯和含氟树脂等为基础树脂加入各种助剂、填料经过一定的工艺配置而成。环氧树脂耐蚀性能良好，但固化后性能表现为硬而脆；聚氨酯树脂的防腐性能良好，但成本高；聚酯树脂需要高的固化温度而且柔顺性差；含氟树脂防腐性能优异但施工条件苛刻而且成本很高。另外，由于施工条件或涂料性能的限制，这些树脂大多以有机溶剂主要是苯系物为稀释剂，容易造成环境污染。随着人们对环境和健康的日益关注，各国对“易挥发有机溶剂”(TVOC)的限制使用，各种新型环保耐腐蚀涂料被开发出来，主要包括以非苯系物溶剂为稀释剂和水为分散剂两种涂料体系。只要不属于TVOC限制范围的有机溶剂如醇类、酯类等溶剂对环境的影响十分有限，以此类溶剂制备的涂料被认为是环保涂料；另外，以水为分散剂制备得的涂料，不含有毒添加物得到的涂料也属于环保涂料。
低分子聚丁二烯又称液体聚丁二烯是丁二烯的低聚体，相对分子质量一般为500-5000，主要用作橡胶交联剂等；其改性产品除用作交联剂外，还可以作为用于涂料的基础树脂。公开号CN1184112A在我国首次描述了制备低分子聚丁二烯的技术方法；公开号CN1218068的专利申请描述了低分子丁二烯用作采油管线设备清防蜡剂的技术，具有用量少、效率高的优点。但我国还没有低分子聚丁二烯改性产品的应用技术。美国专利USP4250276描述了低分子聚丁二烯以过氧化物为固化剂制备快速固化绝缘涂料的方法。美国专利USP3959198描述了马来酸酐化丁二烯与其它不饱和树脂制备阴极电泳涂料的技术，美国专利USP4202746介绍了环氧化低分子聚丁二烯制备阴极电泳漆的技术途径，在金属表面涂装得到了韧性较好的涂层材料。这些技术大多把低分子聚丁二烯作为成膜组分的一种，很少作为主要成膜物质，物质配比和工艺没有与本发明类似的文献报道。
发明内容
本发明提出以马来酸酐化低分子液体聚丁二烯为基础树脂，以非苯系物溶剂为稀释剂制得环保型耐腐蚀涂料。该涂料漆膜硬度高且韧性好、耐磨性能好、耐指纹性能好、高耐腐蚀及对底材附着性能高，同时制备工艺简单，在用于镀锌板的彩涂板涂料和镁合金的防腐蚀和装饰方面有很好的前途。
本发明以马来酸酐化低分子液体聚丁二烯为主要原料，通过加入其它组分制备环保型耐腐蚀涂料，其原料的重量分数配比如下：
马来酸酐化低分子液体聚丁二烯 20～70％
稀释剂 10～50％
交联剂 0.5～5％
固化剂 0.5～5％
颜料 5～25％
本发明所述的马来酸酐化低分子液体聚丁二烯是指马来酸酐与低分子聚丁二烯通过接枝获得的分子相对质量为500-5000的产品。
所述的稀释剂包括酯类如乙酸乙酯、乙二酸二乙酯、甲基丙烯酸丁酯，醇醚类如乙二醇丁醚、乙二醇乙醚，酮类如丁酮、环己酮，醇类如丁醇、异丙醇等非苯系物溶剂中的一种或者多种混合而成。
所述的交联剂为含两个以上氨基的有机胺类，包括丙二胺、己二胺、二乙基甲苯二胺、三乙烯四胺、二乙醇胺、二乙醇二胺中的一种或若干种混合而成。
所述的固化剂为过氧化物，包括过氧化苯甲酰、过氧化氢、过氧化环己酮、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧基己烷中的一种或者若干种混合而成。
所述的颜料包括氧化铁红、铬黄、氧化铁黑等无机化合物的一种，赋予涂料各种颜色。
本发明环保型耐腐蚀涂料的制备工艺如下：
a、搅拌下将马来酸酐化低分子液体聚丁二烯用稀释剂稀释，得到树脂含量为20～70重量％的溶液；
b、将相当于马来酸酐化低分子液体聚丁二烯0.5～5重量％的交联剂加入a溶液，搅拌0.5-1小时；
c、把相当于马来酸酐化低分子液体聚丁二烯0.5～5重量％的过氧化物固化剂加入b溶液中，搅拌0.5-1.0小时得到不含颜料的涂料；
d、或把相当于马来酸酐化低分子液体聚丁二烯5～25重量％的颜料加入c所述的涂料中，高速搅拌0.5-1小时得到不同颜色的涂料。
与现有技术相比，本发明以低分子齐聚物为基础树脂，可以得到高固含量有机组分的涂层，以环保型溶剂为稀释剂，制备工艺简单，适用于多种金属表面的防腐防护。本发明涂料由于其中含有双键，固化后可得到烃类主链有很好的耐水性和耐化学性；本发明采用胺基与酸酐反应而使酸酐开环，促进交联形成三维网络结构；另外胺化反应引入大量的羟基可进一步提高涂料在金属基体上的附着力。经检测，涂层硬度可以达到3-5H，附着力可以达到0-1级，耐冲击强度在60Kg.cm以上，耐盐雾实验达750h以上。
具体实施方式
实施例1：20克马来酸酐化低分子液体聚丁二烯中加入62ml丁醇和5ml甲基丙烯酸丁酯搅拌均匀。加入0.1克丙二胺搅拌25分钟，加入5克氧化铁红颜料1200r/min搅拌30分钟，继续加入0.04克的过氧化苯甲酰和0.06克过氧化环己酮搅拌20分钟。将得到的涂料刷涂或者浸涂于表面经过除油和除锈处理的镁合金上，180℃烘烤30分钟，得到厚度10～13微米的涂层。涂层硬度3H，附着力为0-1级，耐冲击强度为30Kg.cm，耐盐雾实验达350h。
实施例2：20克马来酸酐化低分子液体聚丁二烯中加入60ml丁酮、5ml甲基丙烯酸丁酯、5ml丁醇搅拌均匀。加入1克二乙醇二胺和0.5克二乙醇胺搅拌25分钟，1200r/min搅拌30分钟，继续加入0.2克的过氧化二苯甲酰和0.2克过氧化二异丙苯搅拌20分钟。将得到的涂料刷涂或者浸涂于表面经过除油除锈处理的镁合金上，180℃烘烤30分钟，得到厚度10～12微米的涂层。涂层硬度2H，附着力为0-1级，耐冲击强度为35Kg.cm，耐盐雾实验达300h。
实施例3：20克马来酸酐化低分子液体聚丁二烯中加入60ml乙二醇丁醚和8ml甲基丙烯酸乙酯搅拌均匀。加入0.5克二乙醇胺搅拌25分钟，加入1克加入铬黄颜料1200r/min搅拌30分钟，继续加入0.3克的2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧基己烷搅拌20分钟。将得到的涂料刷涂或者浸涂于表面经过除油除锈处理的镀锌板上，280℃烘烤1分钟，得到厚度8～10微米的涂层。涂层硬度3-4H，附着力为0-1级，耐冲击强度为30Kg.cm，耐盐雾实验达600h。
实施例4：20克马来酸酐化低分子液体聚丁二烯中加入25ml乙二醇丁醚和5ml丁醇搅拌均匀。加入1克己二胺搅拌25分钟，加入5克铬黄颜料1200r/min搅拌30分钟，继续加入0.2克的过氧化苯甲酰和0.8克过氧化二异丙苯搅拌20分钟。将得到的涂料刷涂或者浸涂于表面经过除油除锈处理的镀锌板上，280℃烘烤1分钟，得到厚度22～25微米的涂层。涂层硬度4-5H，附着力为0-1级，耐冲击强度为50Kg.cm，耐盐雾实验达740h。
实施例5：20克马来酸酐化低分子液体聚丁二烯中加入22ml乙二酸二乙酯和5ml丁醇搅拌均匀。加入1克己二胺搅拌25分钟，加入3克氧化铁红颜料1200r/min搅拌30分钟，继续加入0.02克的过氧化苯甲酰和0.8克2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧基己烷搅拌20分钟。将得到的涂料刷涂或者浸涂于表面经过除油除锈处理的镁合金上，180℃烘烤30分钟，得到厚度22～25微米的涂层。涂层硬度3H，附着力为0级，耐冲击强度为60Kg.cm，耐盐雾实验达350h。
实施例6：20克马来酸酐化低分子液体聚丁二烯中加入25ml乙二醇丁醚和6ml丁酮搅拌均匀。加入0.1克二乙醇胺搅拌25分钟，加入5克氧化铁红颜料1200r/min搅拌30分钟，继续加入0.8克的过氧化苯甲酰和0.2克过氧化二异丙苯搅拌20分钟。将得到的涂料刷涂或者浸涂于表面经过除油除锈处理的镀锌板上，280℃烘烤1分钟，得到厚度18～21微米的涂层。涂层硬度4-5H，附着力为0级，耐冲击强度为50Kg.cm，耐盐雾实验达690h。
实施例7：20克马来酸酐化低分子液体聚丁二烯中加入8ml乙二醇丁醚搅拌均匀。加入3.0克己二胺搅拌25分钟，加入4克氧化铁红颜料1200r/min搅拌30分钟，继续加入0.2克的过氧化苯甲酰和0.2克过氧化环己酮搅拌20分钟。将得到的涂料刷涂或者浸涂于表面经过除油除锈处理的镀锌板上，280℃烘烤1分钟，得到厚度33～35微米的涂层。涂层硬度4-5H，附着力为0级，耐冲击强度为55Kg.cm，耐盐雾实验达720h。
实施例8：20克马来酸酐化低分子液体聚丁二烯中加入5ml乙二醇丁醚、5ml甲基丙烯酸乙酯和1ml丁醇搅拌均匀。加入3二乙醇胺搅拌25分钟，1200r/min搅拌30分钟，继续加入0.2克的过氧化苯甲酰和0.6克2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧基己烷搅拌20分钟。将得到的涂料刷涂或者浸涂于表面经过除油除锈处理的镁合金上，180℃烘烤25分钟，得到厚度38～41微米的涂层。涂层硬度4H，附着力为0级，耐冲击强度为65Kg.cm，耐盐雾实验达420h。
Claims (6)
1.一种环保型耐腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，制备工艺为：
a、搅拌下将马来酸酐化低分子液体聚丁二烯用稀释剂稀释，得到树脂含量为20～70重量％的溶液；
b、将相当于马来酸酐化低分子液体聚丁二烯0.5～5重量％的交联剂加入a溶液，搅拌0.5-1小时；
c、把相当于马来酸酐化低分子液体聚丁二烯0.5～5重量％的过氧化物固化剂加入b溶液中，搅拌0.5-1.0小时得到不含颜料的涂料；
d、或把相当于马来酸酐化低分子液体聚丁二烯5～25重量％的颜料加入c所述的涂料中，高速搅拌0.5-1小时得到不同颜色的涂料；
其中所述马来酸酐化低分子液体聚丁二烯是指马来酸酐与低分子聚丁二烯通过接枝获得的分子相对质量为500-5000的产品；
所述稀释剂为非苯系物溶剂；
所述交联剂为含两个以上氨基的有机胺类。
2.如权利要求1所述涂料的制备方法，其特征在于，所述稀释剂包括乙酸乙酯、乙二酸二乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、丁酮、环己酮、丁醇、异丙醇中的一种或者多种混合。
3.如权利要求1所述涂料的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括丙二胺、己二胺、二乙基甲苯二胺、三乙烯四胺、二乙醇胺、二乙醇二胺中的一种或多种混合。
4.如权利要求1所述涂料的制备方法，其特征在于，所述过氧化物固化剂包括过氧化苯甲酰、过氧化氢、过氧化环己酮、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧基己烷中的一种或者多种混合。
5.如权利要求1所述涂料的制备方法，其特征在于，所述颜料包括氧化铁红、铬黄、氧化铁黑的一种。
6.一种环保型耐腐蚀涂料，其特征在于由权利要求1-5中任一项的方法制备得到。
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