一种聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料及制备方法

1.本发明涉及高分子材料及制备方法，特别涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料及制备方法。


背景技术：

2.涂料涂装是目前应对金属腐蚀最经济有效的手段，防腐涂层中使用最为普遍和高效的主要是热固性树脂材料。环氧树脂是一种热固性树脂，其固化过程中存在着活性极强的极性基团如环氧基和羟基，赋予其以极高的粘接度，因此其固化产物具有较高的强度和粘结性能，并广泛应用于涂料和粘合剂中。但是，作为体型缩聚高分子材料，环氧树脂在使用过程中容易发生固化程度的进一步提高和老化现象，固化后会形成密度较高的交联网络，这种网络结构使得漆膜的内聚力高，漆膜模量变低质地变脆，受到外力形变困难，容易断裂且耐冲击性差。因此，在不改变环氧树脂本身性能的前提下对环氧树脂进行改性使环氧树脂能获得更多的特性，以应对不同的使用环境和更多的专业领域成为了研究热点。
3.聚对苯二甲酸乙二醇酯是乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物，表面平滑而有光泽，具有优异的机械性能和化学稳定性。同时，聚对苯二甲酸乙二醇酯对氧气、水蒸气和二氧化碳等具有较高的阻隔性，因此利用聚对苯二甲酸乙二醇酯对环氧树脂进行共混改性能进一步提高环氧树脂的性能。如kevser bal等将废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料瓶在180℃～190℃进行糖酵解，用沸水提取反应产物后，将这些产物合成聚对苯二甲酸乙二醇酯基环氧树脂。实验测定了含废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯的环氧树脂涂料的漆膜化学、物理性能，发现漆膜的硬度、干燥度和化学性均得到改善，并且保留了环氧树脂的优异附着力、耐清洗性和耐水性。“cn104559063a”公开了“一种高韧性、低收缩环氧树脂组合物、绝缘件及制备方法”，其利用聚酰胺、马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚合物等热塑性树脂对环氧树脂进行改性后具有冲击强度高、无收缩等特点。“cn109111167a”公开了“一种抗拉伸水泥基渗透结晶型防水材料”，其将柔性长链结构引入环氧涂料中提高了防水涂料的强度和稳定性。“cn104371275a”公开了“纳米纤维素
‑ꢀ
热塑性树脂协同改性的环氧树脂复合材料及其制备方法”，其将环保绿色的纳米纤维素与热塑性树脂聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜和聚己内酯共同改性环氧树脂，提高界面粘结力，实现对环氧树脂的协同增强增韧。“cn112831254a”公开了“一种金属防锈涂层及其制备方法”，其将聚氨酯改性环氧树脂和聚丙烯树脂经己二酸二丙酯结合促进，使其形成互传网络结构，提高其结合力和防腐性能。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明目的是提供一种具有较好耐腐蚀性和机械性能的聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料。
5.本发明另一目的是提供所述具有较好耐腐蚀性和机械性能的聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料的制备方法。
6.技术方案：本发明提供一种聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料，包括如下质量百分比的原料：环氧树脂36.5％～39.5％；聚对苯二甲酸乙二醇酯0.5％～5％；六氟异丙醇40％；固化剂18.3％～19.8％；流平剂0.1％；消泡剂0.1％。
7.进一步地，所述环氧树脂为e-51环氧树脂。所述聚对苯二甲酸乙二醇酯其数均分子量为mn＝2
×
104g/mol。所述固化剂是聚酰胺树脂。所述流平剂是聚醚聚酯改性有机硅氧烷。所述消泡剂是聚二甲基硅氧烷。
8.所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：将聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融后放入水中冷却降低结晶度，再加入六氟异丙醇溶剂中，密封静置至完全溶解，取适量的环氧树脂加入聚对苯二甲酸乙二醇酯/六氟异丙醇体系之中，将聚对苯二甲酸乙二醇酯/六氟异丙醇/环氧树脂体系常温搅拌，直至体系呈均匀、无色透明的状态，再在共混体系之中加入固化剂、并滴加流平剂、消泡剂，充分搅拌，密封静置，此后将此共混物涂刷在金属片上，烘烤后再将涂层进行等温结晶处理，即可。
9.本发明针对现有环氧树脂固化后耐冲击性能差，韧性差、涂层脆性大破坏后易产生裂纹促进基底腐蚀等缺陷，将环氧基树脂与可结晶热塑性材料共混，一方面提高环氧树脂机械性能减少裂纹产生，另一方面利用可结晶热塑性材料优异的阻隔性能，提高环氧树脂的耐蚀性。本发明的目的是针对现有环氧树脂固化后耐冲击性能差，韧性差、涂层脆性大破坏后易产生裂纹促进基底腐蚀等缺陷，将环氧基树脂与可结晶热塑性材料共混，一方面提高环氧树脂机械性能减少裂纹产生，另一方面利用可结晶热塑性材料优异的阻隔性能，提高环氧树脂的耐蚀性。将聚对苯二甲酸乙二醇酯这一具有晶体结构的热塑性高分子对环氧树脂进行改性有效提升了环氧基树脂的耐蚀性。复配体系下随着聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量分数比重增加如图1所示，聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂层的阻抗表现出持续变大的过程，耐蚀性能在聚对苯二甲酸乙二醇酯质量为 5％使得到有效的增强。
10.有益效果：本发明在保留环氧树脂涂层本身的优异性能外，还能更好地提升固化后环氧基树脂的机械性能和耐蚀性。本发明通过实验找到了比较合理的复配组分比例，并获得了较好的性能参数。
附图说明
11.图1为复配体系下随着聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量分数比重增加情况。
具体实施方式
12.实施例1：
13.不添加聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料按如下投料配比制得(质量百分比含量)：
[0014][0015]
将环氧树脂放置在烘箱中，60℃保温处理20min，粘度下降之后，分别取适量的环氧树脂用六氟异丙醇溶解，在常温下手动搅拌5min，直至体系呈均匀、无色透明的状态。在共混体系之中加入环氧树脂固化剂、流平剂、消泡剂，使用玻璃棒充分搅拌之后，密封静置10min，将共混物涂刷在马口铁片并放置在100℃烘箱烘烤2h后取出。未添加聚对苯二甲酸乙二醇酯环氧树脂涂层的阻抗约为4
×
103ω。
[0016]
实施例2：
[0017]
聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料按如下投料配比制得(质量百分比含量)：
[0018][0019][0020]
将熔融淬冷的聚对苯二甲酸乙二醇酯加入六氟异丙醇溶剂中，密封静置2h即可完全溶解，然后将环氧树脂放置在烘箱中，60℃保温处理20min，粘度下降之后，分别取适量的环氧树脂加入聚对苯二甲酸乙二醇酯/六氟异丙醇体系之中。将聚对苯二甲酸乙二醇酯/六氟异丙醇/环氧树脂体系常温手动搅拌5min，直至体系呈均匀、无色透明的状态。在共混体系之中加入环氧树脂固化剂、流平剂和消泡剂，使用玻璃棒充分搅拌之后，密封静置10min，将共混物涂刷在马口铁片并放置在100℃烘箱烘烤2h后再将涂层进行120℃等温结晶处理1h完成制备该涂层。其涂层表面平整，略光滑，有网络状凸起，呈现淡白色透明状。聚对苯二甲酸乙二醇酯含量为0.5％的涂层样品的阻抗约为1
×
104ω。
[0021]
实施例3：
[0022]
聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料按如下投料配比制得(质量百分比含量)：
[0023][0024]
将熔融淬冷的聚对苯二甲酸乙二醇酯加入六氟异丙醇溶剂中，密封静置2h即可完全溶解，然后将环氧树脂放置在烘箱中，60℃保温处理20min，粘度下降之后，分别取适量的环氧树脂加入聚对苯二甲酸乙二醇酯/六氟异丙醇体系之中。将聚对苯二甲酸乙二醇酯/六氟异丙醇/环氧树脂体系常温手动搅拌5min，直至体系呈均匀、无色透明的状态。在共混体系之中加入环氧树脂固化剂、流平剂和消泡剂，使用玻璃棒充分搅拌之后，密封静置10min，将共混物涂刷在马口铁片并放置在100℃烘箱烘烤2h后再将涂层进行120℃等温结晶处理1h完成制备该涂层。其涂层表面较为平整，部分出现明显的网络状组织，呈现淡白色透明。聚对苯二甲酸乙二醇酯含量为2.5％的涂层样品的阻抗约为 1.5
×
104ω。
[0025]
实施例4：
[0026]
聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶增强的环氧树脂涂料按如下投料配比制得(质量百分比含量)：
[0027][0028]
将熔融淬冷的聚对苯二甲酸乙二醇酯加入六氟异丙醇溶剂中，密封静置2h即可完全溶解，然后将环氧树脂放置在烘箱中，60℃保温处理20min，粘度下降之后，分别取适量的环氧树脂加入聚对苯二甲酸乙二醇酯/六氟异丙醇体系之中。将聚对苯二甲酸乙二醇酯/六氟异丙醇/环氧树脂体系常温手动搅拌5min，直至体系呈均匀、无色透明的状态。在共混体系之中加入环氧树脂固化剂、流平剂和消泡剂，使用玻璃棒充分搅拌之后，密封静置10min，将共混物涂刷在马口铁片并放置在100℃烘箱烘烤2h后再将涂层进行120℃等温结晶处理1h完成制备该涂层。其涂层表面粗糙，分布颗粒状物质，呈现灰白色，透明度较低。聚对苯二甲酸乙二醇酯含量为2.5％的涂层样品的阻抗约为1.5
×
105ω。