一种增韧改性环氧树脂防腐材料和制备工艺的制作方法

本发明涉及防腐材料，具体为一种增韧改性环氧树脂防腐材料和制备工艺。

背景技术：

1、在石油化工、机械制造、轻工、海洋工程和舰船等领域都大量使用钢材，而每年钢铁腐蚀而造成严重的经济损失十分巨大，迫切需要高性能的防腐材料。环氧树脂的防腐性能好，绝缘性能优良，在防腐涂料、木器漆等领域都有着广泛的应用；传统的环氧树脂存在质脆，韧性不会的问题，因此对环氧树脂的增韧改性十分有必要；目前的改性方法主要是填充改性，如聚醚、聚硅氧烷、邻苯二甲腈树脂等。

2、邻苯二甲腈树脂在高温下可以自交联形成酞菁环等芳杂环三维交联网络结构，具有优异的耐高温性能、强度和韧性，采用邻苯二甲腈树脂对环氧树脂进行改性是研究热点；聚醚类聚合物具有柔性的分子链，制备方法多样，活泼官能团多，可以很好的应用在环氧树脂的增韧改性中，本发明利用邻苯二甲腈接枝环氧聚醚，与环氧树脂材料化学交联和增韧改性，增强环氧树脂的韧性和防腐性能。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：提供了一种邻苯二甲腈接枝环氧聚醚，用于对环氧树脂材料进行增韧改性。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种增韧改性环氧树脂防腐材料，包括a组分和b组分，其中以重量份数计，a组分包括：环氧树脂65～80份、邻苯二甲腈接枝环氧聚醚5-25份、0.2-0.6份消泡剂；b组分包括18-30份环氧树脂固化剂。

4、一种增韧改性环氧树脂防腐材料的制备工艺：将a组分中的环氧树脂、邻苯二甲腈接枝环氧聚醚、消泡剂加入到四氢呋喃溶剂中，高速搅拌并加入b组分环氧树脂固化剂，依次在160℃下固化3h、200℃下固化3h、230℃下固化2h、260℃下固化2h，得到增韧改性环氧树脂防腐材料。

5、进一步的，所述邻苯二甲腈接枝环氧聚醚的制备工艺为：

6、步骤(1)、向溶剂中加入n-boc-l-半胱氨酸、1-羟基苯并三唑、n,n-二环己基碳二亚胺，在冰水浴中搅拌1-2h，然后加入4-二甲氨基吡啶、4-羟基邻苯二甲腈，在20-35℃下反应4-10h，浓缩溶剂，石油醚洗涤后，将产物溶解到甲醇中，在冰水浴下滴加浓盐酸，然后在25-35℃下反应5-10h，反应后加入碳酸氢钠溶液调节ph至中性，加入二氯甲烷萃取，合并有机相，无水硫酸镁干燥，过滤，滤液进行重结晶，得到半胱氨酯基邻苯二甲腈。

7、步骤(2)、将酰氯化聚乙二醇单甲醚加入到四氢呋喃溶剂中，在冰水浴中滴加半胱氨酯基邻苯二甲腈、三乙胺，然后在25-50℃下反应6-12h，浓缩，石油醚洗涤，得到巯基邻苯二甲腈接枝聚醚。

8、步骤(3)、将巯基邻苯二甲腈接枝聚醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、光引发剂2959加入到四氢呋喃溶剂中，控制反应溶液在紫外灯下进行照射，反应30-60min，浓缩，石油醚洗涤，得到邻苯二甲腈接枝环氧聚醚；反应路线如下：

9、

10、进一步的，所述步骤(1)中溶剂、n-boc-l-半胱氨酸、1-羟基苯并三唑、n,n-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、4-羟基邻苯二甲腈的比例为(0.8-1.5)l:1mol:(1-1.2)mol:(1-1.4)mol:(0.05-0.08)mol:(1.2-1.8)mol。

11、进一步的，所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯或丙酮。

12、进一步的，所述步骤(2)中酰氯化聚乙二醇单甲醚、四氢呋喃、半胱氨酯基邻苯二甲腈、三乙胺的比例为1g:(15-30)ml:(0.12-0.2)g:(0.08-0.14)g。

13、进一步的，所述步骤(3)中巯基邻苯二甲腈接枝聚醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、光引发剂2959、四氢呋喃的比例为1g:(0.06-0.13)g:(0.8-1.1)mg:(12-24)ml。

14、本发明产生的技术效果为：以n-boc-l-半胱氨酸、4-羟基邻苯二甲腈、酰氯化聚乙二醇单甲醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯作为反应物，制备了一种邻苯二甲腈接枝环氧聚醚，其含有环氧基团，在固化剂作用下与环氧树脂发生交联固化，从而将柔性聚醚分子链接枝到环氧树脂分子链中，实现了对环氧树脂的增韧改性，提高环氧树脂的拉伸性能和弯曲强度。

15、在高温下聚醚中的邻苯二甲腈环化生成稳定的酞菁环等芳杂环交联网络结构，具有强度大，韧性高，耐高温性的特点，并且稳定的交联网络结构可以抑制水、酸、盐等腐蚀介质渗透进基团表面和内部，从而提高了环氧树脂的防腐性能。

技术特征：

1.一种增韧改性环氧树脂防腐材料，其特征在于：所述环氧树脂防腐材料包括a组分和b组分，其中以重量份数计，a组分包括：环氧树脂65～80份、邻苯二甲腈接枝环氧聚醚5-25份、0.2-0.6份消泡剂；b组分包括18-30份环氧树脂固化剂。

2.一种权利要求1所述的增韧改性环氧树脂防腐材料的制备工艺，其特征在于：制备工艺为将a组分中的环氧树脂、邻苯二甲腈接枝环氧聚醚、消泡剂加入到四氢呋喃溶剂中，高速搅拌并加入b组分环氧树脂固化剂，依次在160℃下固化3h、200℃下固化3h、230℃下固化2h、260℃下固化2h，得到增韧改性环氧树脂防腐材料。

3.根据权利要求1所述的增韧改性环氧树脂防腐材料的制备工艺，其特征在于：所述邻苯二甲腈接枝环氧聚醚的制备工艺为：

4.根据权利要求3所述的增韧改性环氧树脂防腐材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(1)中溶剂、n-boc-l-半胱氨酸、1-羟基苯并三唑、n,n-二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、4-羟基邻苯二甲腈的比例为(0.8-1.5)l:1mol:(1-1.2)mol:(1-1.4)mol:(0.05-0.08)mol:(1.2-1.8)mol。

5.根据权利要求4所述的增韧改性环氧树脂防腐材料的制备工艺，其特征在于：所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯或丙酮。

6.根据权利要求3所述的增韧改性环氧树脂防腐材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中酰氯化聚乙二醇单甲醚、四氢呋喃、半胱氨酯基邻苯二甲腈、三乙胺的比例为1g:(15-30)ml:(0.12-0.2)g:(0.08-0.14)g。

7.根据权利要求3所述的增韧改性环氧树脂防腐材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(3)中巯基邻苯二甲腈接枝聚醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、光引发剂2959、四氢呋喃的比例为1g:(0.06-0.13)g:(0.8-1.1)mg:(12-24)ml。

技术总结
本发明涉及防腐材料技术领域，且公开了一种增韧改性环氧树脂防腐材料和制备工艺，本发明制备了一种邻苯二甲腈接枝环氧聚醚，其含有环氧基团，在固化剂作用下与环氧树脂发生交联固化，从而将柔性聚醚分子链接枝到环氧树脂分子链中，实现了对环氧树脂的增韧改性，提高环氧树脂的拉伸性能和弯曲强度。在高温下聚醚中的邻苯二甲腈环化生成稳定的酞菁环等芳杂环交联网络结构，具有强度大，韧性高，耐高温性的特点，并且稳定的交联网络结构可以抑制水、酸、盐等腐蚀介质渗透进基团表面和内部，从而提高了环氧树脂的防腐性能。

技术研发人员：张文凯
受保护的技术使用者：山东晨之阳机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19