专利名称：高耐腐蚀性纳米复合环氧树脂涂料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高耐腐蚀性纳米复合环氧树脂涂料的制备方法，属化工涂料制备工艺技术领域。
背景技术：
机械设备、汽车、建筑用彩钢板经常处于严酷的自然气候下，空气中存在的二氧化硫、二氧化碳等腐蚀性气体，尤其在雨季，空气中二氧化硫形成的酸雨，以及水、氧和腐蚀性金属离子往往容易侵袭物件表面，加速了物件的腐蚀进程，因此必须在物件表面涂覆高耐腐蚀性的涂料，形成耐蚀保护层。开发一种具有高耐腐蚀性的涂料是摆在科研工作者面前的一项重会课题。
一般提高涂料的耐腐蚀性的传统方法是开发新型有机树脂和调整涂料的配方。如欧洲专利EP531575介绍了一种有芳香族羟基化合物、亲水性聚氨酯或聚酰亚胺和硅胶组成的防腐蚀耐酸涂料。美国专利USP4370387介绍了一种聚酯预涂彩钢板涂料，该涂料采用的丙烯酸或甲基丙烯酸端封闭聚酯树脂，含二元羧酸和对苯二酸、二元醇等成分。
发明内容
本发明的目的是提供一种高耐腐蚀性纳米复合环氧树脂涂料的制备方法。
本发明一种高耐腐蚀性纳米复合环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤a.设计涂料的配方该涂料的各组成物及其用量的重量百分比如下环氧树脂 50～65％；环氧树脂为有机硅改性双酚A型环氧树脂、有机钛改性双酚A型环氧树脂、溴改性双酚A型环氧树脂和氯改性双酚A型环氧树脂中的任一种；纳米粉体 5～12％；纳米粉体为经表面处理剂硬脂酸钠或硅烷偶联剂表面改性处理的纳米二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅和氧化锌中的任一种；纳米粒子的粒径为40～100nm；表面改性处理剂的用量为纳米粉体重量的4～5％；固化剂 6～14％；固化剂为丁醇醚化三聚氰胺树脂、封闭型异氰酸脂、丁醇醚化脲醛树脂中的任一种；溶剂 20～25％；溶剂为油性混合有机溶剂，为S100溶剂、六醇丁醚和丁醇三者的混合溶，其三者的配比为1∶0.8∶0.7；分散剂 1.0～2.5％；分散剂为EFKA4010；b.按上述配方准备好各组成物原料；先将部分的改性双酚A型环氧树脂放入容器内，再加入经表面改性处理的纳米粉体、分散剂EFKA4010，以及油性混合溶剂，经高速搅拌机搅拌10分钟，进行预分散，随后转入球磨罐中，用高速振荡机振荡1小时，制得纳米粉体分散浆料；然后在该浆料中加入剩余部分的原本体改性双酚A型环氧树脂和固化剂，再次进一步经高速搅拌机弃分搅拌混合均匀，最终制得纳米复合环氧树脂涂料。
本发明方法的优点是本发明工艺中所用的原料国内外均有规模生产、容易获取、成本不高；而且生产工艺简单；易于产业化。另外，本发明的产品纳米复合环氧涂料由于纳米粒子的特殊功能和作用，与常规涂料相比，具有很高的耐化学侵蚀性、耐腐蚀性和耐候性。
具体实施例方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1首先取平均径粒为40um的二氧化钛，用有机表面处理剂硬脂酸钠进行表面改性处理，硬脂酸钠的用量为纳米二氧化钛重量的4％。先取20g有机硅改性双酚A型环氧树脂放入容器内，加入3克上述经表面改性的纳米二氧化钛，1.5g分散剂EFKA4010以及油性有机混合溶剂；该混合溶剂由10g S100溶剂、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配制而成；先经高速搅拌机搅拌10分钟，进行预分散，随后转入球磨罐中，用高速振荡机振荡1小时，制得纳米粉体分散浆料；然后在该浆料中加入剩余部分的原本体有机硅改性双酚A型环氧树脂40g，再加入固化剂丁醇醚化三聚氰胺树脂25g，再次进一步经高速搅拌机充分搅拌混合均匀，最终制得纳米二氧化钛复合环氧树脂涂料。
将该涂料均匀辊涂于镀锌钢板上，涂膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到预涂钢板A，留作性能评价试验。
实施例2首先取平均径粒为50um的纳米硫酸钡，用有机表面处理剂硬脂酸钠进行表面改性处理，硬脂酸钠的用量为纳米硫酸钡重量的4％。先取20g有机硅改性双酚A型环氧树脂放入容器内，加入4克上述经表面改性的纳米硫酸钡，1.5g分散剂EFKA4010以及油性有机混合溶剂；该混合溶剂由10g S100溶剂、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配制而成；先经高速搅拌机搅拌10分钟，进行预分散，随后转入球磨罐中，用高速振荡机振荡1小时，制得纳米粉体分散浆料；然后在该浆料中加入剩余部分的原本体有机硅改性双酚A型环氧树脂40g，再加入固化剂丁醇醚化三聚氰胺树脂25g，再次进一步经高速搅拌机充分搅拌混合均匀，最终制得纳米硫酸钡复合环氧树脂涂料。
将该涂料均匀辊涂于镀锌钢板上，涂膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到预涂钢板B，留作性能评价试验。
实施例3首先取平均径粒为50um的纳米硫酸钡，用有机表面处理剂硬脂酸钠进行表面改性处理，硬脂酸钠的用量为纳米硫酸钡重量的4％。先取20g有机钛改性双酚A型环氧树脂放入容器内，加入4克上述经表面改性的纳米硫酸钡，1.5g分散剂EFKA4010以及油性有机混合溶剂；该混合溶剂由10g S100溶剂、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配制而成；先经高速搅拌机搅拌10分钟，进行预分散，随后转入球磨罐中，用高速振荡机振荡1小时，制得纳米粉体分散浆料；然后在该浆料中加入剩余部分的原本体有机钛改性双酚A型环氧树脂40g，再加入固化剂封闭型异氰酸脂25g，再次进一步经高速搅拌机充分搅拌混合均匀，最终制得纳米硫酸钡复合环氧树脂涂料。
将该涂料均匀辊涂于镀锌钢板上，涂膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到预涂钢板C，留作性能评价试验。
实施例4首先取平均径粒为50um的纳米二氧化硅，用有机表面处理剂硅烷偶联剂进行表面改性处理，硅烷偶联剂的用量为纳米二氧化硅重量的4％。先取20g澳改性双酚A型环氧树脂放入容器内，加入4克上述经表面改性的纳米二氧化硅、1.5g分散剂EFKA4010以及油性有机混合溶剂；该混合溶剂由10g S100溶剂、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配制而成；先经高速搅拌机搅拌10分钟，进行预分散，随后转入球磨罐中，用高速振荡机振荡1小时，制得纳米粉体分散浆料；然后在该浆料中加入剩余部分的原本体溴改性双酚A型环氧树脂40g，再加入固化剂丁醇醚化脲醛树脂25g，再次进一步经高速搅拌机充分搅拌混合均匀，最终制得纳米二氧化硅复合环氧树脂涂料。
将该涂料均匀辊涂于镀锌钢板上，涂膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到预涂钢板D，留作性能评价试验。
实施例5首先取平均径粒为50um的氧化锌，用有机表面处理剂硬脂酸钠进行表面改性处理、硬脂酸钠的用量为纳米化锌重量的4％。先取20g氯改性双酚A型环氧树脂放入容器内，加入4克上述经表面改性的纳米氧化锌、1.5g分散剂EFKA 4010以及油性有机混合溶剂；该混合溶剂由10g S100溶剂、8g乙二醇丁醚和7g丁醇混合配制而成；先经高速搅拌机搅拌10分钟，进行预分散，随后转入球磨罐中，用高速振荡机振荡1小时，制得纳米粉体分散浆料；然后在该浆料中加入剩余部分的原本体氯改性双酚A型环氧树脂40g，再加入固化剂丁醇醚化三聚氰胺树脂25g，再次进一步经高速搅拌机充分搅拌混合均匀，最终制得纳米氧化锌复合环氧树脂涂料。
将该涂料均匀辊涂于镀锌钢板上，涂膜厚25±5um，在240℃下烘烤70秒，得到预涂钢板D，留作性能评价试验。
对上述实施例制备的纳米复合环氧涂料预涂钢板进行耐MEK擦试试验和中性盐雾试验，并与常规环氧预涂钢板进行性能对比，各预涂钢板试样涂层的性能指标如下表1所示表1 各预涂钢板试样涂层的性能指标
经试验结果可见，与常规涂层相比，经纳米材料改性的环氧涂料有着优异的耐腐蚀性能。
经扫描电子显微镜(SEM)对涂层的微观结果进行表征观察，发现未添加纳米粉体的常规环氧涂层表面存在诸多大小不一的微孔缺陷；而添加不同种类的纳米粉体的环氧涂层，其致密度和均匀性均有不同程度地提高，并具有较高的耐腐蚀性能。
权利要求
1.一种高耐腐蚀性纳米复合环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤a.设计涂料的配方该涂料的各组成物及其用量的重量百分比如下环氧树脂50～65％；环氧树脂为有机硅改性双酚A型环氧树脂、有机钛改性双酚A型环氧树脂、溴改性双酚A型环氧树脂和氯改性双酚A型环氧树脂中的任一种；纳米粉体5～12％；纳米粉体为经表面处理剂硬脂酸钠或硅烷偶联剂表面改性处理的纳米二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅和氧化锌中的任一种；纳米粒子的粒径为40～100nm；表面改性处理剂的用量为纳米粉体重量的4～5％；固化剂6～14％；固化剂为丁醇醚化三聚氰胺树脂、封闭型异氰酸脂、丁醇醚化脲醛树脂中的任一种；溶剂20～25％；溶剂为油性混合有机溶剂，为S100溶剂、六醇丁醚和丁醇三者的混合溶，其三者的配比为1∶0.8∶0.7；分散剂1.0～2.5％；分散剂为EFKA 4010；b.按上述配方准备好各组成物原料；先将部分的改性双酚A型环氧树脂放入容器内，再加入经表面改性处理的纳米粉体、分散剂EFKA 4010，以及油性混合溶剂，经高速搅拌机搅拌10分钟，进行预分散，随后转入球磨罐中，用高速振荡机振荡1小时，制得纳米粉体分散浆料；然后在该浆料中加入剩余部分的原本体改性双酚A型环氧树脂和固化剂，再次进一步经高速搅拌机弃分搅拌混合均匀，最终制得纳米复合环氧树脂涂料。
全文摘要
本发明涉及一种高耐腐蚀性纳米复合环氧树脂涂料的制备方法，属化工涂料制备工艺技术领域。本发明通过纳米粒子复合环氧树脂的方法制备高耐腐蚀性涂料。本发明涂料的各组成物及其用量的重量百分比如下改性双酚A型环氧树脂50～65％，纳米粉体5～12％，固化剂6～14％，有机混合溶剂20～25％，分散剂1.0～2.5％；按上述配方配料，在一定量的环氧树脂中，加入经改性处理的纳米粉体、混合溶剂、固化剂、分散剂，采用高速搅拌、砂磨，球磨振荡特殊分散工艺，运用共混技术，最终制得具有高耐腐蚀性的纳米复合环氧树脂涂料。该涂料适用于汽车、机械设备、家用电器、建筑用彩钢板的表面涂层。
文档编号C09D163/02GK1970662SQ20061011817
公开日2007年5月30日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者施利毅, 张清涛, 张震宇, 杭建忠, 徐夏章 申请人:上海大学, 江门市银帆化学有限公司