一种无溶剂环氧防腐涂料及其制备方法与流程

本发明涉及建筑涂料，具体为一种无溶剂环氧防腐涂料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧防腐涂料因附着力优异、机械强度高、耐化学介质性能优良，广泛应用于钢结构、化工储罐、市政设施、管道工程等重防腐领域。相较于传统溶剂型环氧涂料，无溶剂环氧防腐涂料全程无挥发性有机溶剂释放，具备低voc、绿色环保、固化致密、一次成膜厚度大等优势，已成为当前重防腐涂料的主流发展方向；而玻璃鳞片凭借其独特的二维片层结构，被广泛用作无溶剂环氧涂料中核心的功能性填料，其二维结构可在涂膜内部平行堆叠排布，形成迷宫式屏蔽阻隔结构，能够有效延长水汽、氧气、酸碱腐蚀介质的渗透路径，显著提升涂层的耐盐雾、耐水、耐介质渗透性能，大幅提升基材防腐使用寿命。

2、但现有常规玻璃鳞片改性无溶剂环氧涂料存在诸多技术缺陷，制约其长效防腐性能与工程应用效果，原始玻璃鳞片表面仅存在惰性无机界面，与有机环氧树脂基体相容性差，在涂料体系中易发生团聚、沉降、分散不均问题，固化后填料与树脂界面存在大量微观孔隙与缺陷，腐蚀介质极易沿界面缺陷渗透，造成涂层鼓泡、脱层、失效；并且常规玻璃鳞片为物理惰性填充，仅依靠物理堆叠实现屏蔽效果，无法与环氧树脂基体发生化学交联，界面结合力弱，涂层整体交联密度低，抗开裂、抗剥落、耐老化性能不足；其三，传统无溶剂环氧涂料固化后涂膜脆性大、耐污性差，长期接触酸碱、油污、潮湿介质时，表面易积垢、渗透腐蚀，长效防护稳定性差。因此有必要针对上述缺陷进行攻克，以提升无溶剂环氧涂料的性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无溶剂环氧防腐涂料及其制备方法，以解决无溶剂环氧涂料中填料分散性能差的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种无溶剂环氧防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：

4、s1. 将玻璃鳞片经清洗干燥后，加入无水异丙醇，混合均匀后，加入kh560，加热反应后，离心分离并无水异丙醇洗涤干燥后，得到环氧接枝玻璃鳞片；

5、s2. 将2,3,5,6-四氟-4-巯基苯甲酸与双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷加入到无水甲苯中，氮气氛围保护，加入对甲苯磺酸，加热反应，真空旋蒸去除多余溶剂后，得到端巯基氟硅单体；

6、s3. 将环氧接枝玻璃鳞片与无水异丙醇混合，超声分散均匀后，氮气氛围保护，加入端巯基氟硅单体混合均匀，加入三乙胺，加热反应，离心分离沉淀，并无水异丙醇洗涤后干燥，得到氟硅改性玻璃鳞片；

7、s4. 将氟硅改性玻璃鳞片再次超声分散至无水异丙醇中，氮气氛围保护，加入1,4-丁二醇二缩水甘油醚与三乙胺，加热反应，离心分离，真空干燥，得到改性玻璃鳞片；

8、s5. 将改性玻璃鳞片与氢化双酚a型环氧树脂、活性稀释剂混合，搅拌分散均匀后，加入分散剂、消泡剂与钛白粉，混合均匀后，得到主剂；

9、s6. 使用1,3-环己烷二胺作为固化剂，将主剂与固化剂混合，搅拌均匀后，得到无溶剂环氧防腐涂料。

10、进一步的，s1中，玻璃鳞片、kh560与去离子水的质量比为100：（3~5）：（0.5~1）；

11、加热反应时，升温至75~85℃，搅拌处理4~6h。

12、进一步的，s1中，所述玻璃鳞片粒径为200~400目。

13、进一步的，s2中，2,3,5,6-四氟-4-巯基苯甲酸、双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷、对甲苯磺酸的质量比为（1.64~1.66）：1：（0.005~0.01）；

14、加热反应时，升温至110~115℃，搅拌反应处理8~12h。

15、进一步的，s3中，环氧接枝玻璃鳞片、端巯基氟硅单体、三乙胺的质量比为10：（0.5~1.5）：（0.03~0.05）；

16、加热反应时，升温至60~65℃，搅拌反应处理4~6h。

17、进一步的，s4中，氟硅改性玻璃鳞片、1,4-丁二醇二缩水甘油醚与三乙胺的质量比为10：（0.3~0.9）：（0.01~0.03）；

18、加热反应时，升温至55~60℃，搅拌反应处理3~4h。

19、进一步的，s5中，改性玻璃鳞片、氢化双酚a型环氧树脂、活性稀释剂、分散剂、消泡剂与钛白粉的质量比为（25~40）：（35~45）：（5~10）：（0.2~0.5）：（0.3~0.5）：（10~15）。

20、进一步的，s5中，所述氢化双酚a型环氧树脂为adeka resin ep-4080e型环氧树脂；所述活性稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚。

21、进一步的，s6中，主剂与固化剂的质量比为（75.5~111）：（7~11.5）。

22、第二方面，本发明还提供一种由上述制备方法制备得到的无溶剂环氧防腐涂料。

23、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

24、本发明为了提升涂料的防腐蚀性能与耐磨性，采用了分步巯基-环氧可控交联改性工艺对玻璃鳞片进行了改性处理，使其与有机树脂基体的共价一体化结合。本发明先通过kh560硅烷改性在玻璃鳞片表面稳定接枝环氧活性官能团，构建稳定的有机反应位点，再依托弱碱催化条件下巯基与环氧的精准开环加成反应，将自主合成的端巯基氟硅单体共价接枝于鳞片表面，相较于传统物理包覆改性，接枝层结合牢固、不易脱落；同时工艺精准控制反应条件与物料配比，可控保留部分残余巯基活性位点，通过与二缩水甘油醚二次交联反应在填料表面再接枝环氧活性端基，使惰性玻璃鳞片转变为可参与固化反应的活性功能填料，能够与环氧树脂、固化剂同步构建三维共价交联网络，彻底消除填料与树脂界面的微观孔隙与缺陷，显著提升涂层致密性、界面附着力与抗剥离性能。

25、并且本发明通过氟硅杂化链段共价接枝改性，赋予了环氧涂层优异的低表面能自洁特性与耐介质腐蚀能力。本发明自主合成的端巯基氟硅单体兼具四氟苯刚性耐蚀结构与二甲基硅柔性链段，在稳定接枝于玻璃鳞片表面后可充分发挥氟、硅元素的协同增效作用，其中高惰性氟链段可在涂层表面形成致密疏水疏油界面，有效阻隔水汽、油污、酸碱腐蚀介质的吸附与渗透，赋予涂层优异的自洁抗污性能，杜绝长期工况下介质积垢渗透引发的涂层失效问题；柔性硅链段可有效释放涂膜固化内应力，弥补传统环氧涂层脆性大、易开裂的缺陷，大幅提升涂层柔韧性与耐温交变性能，全方位强化涂层耐盐雾、耐酸碱、耐有机溶剂的综合防腐性能。

26、此外，本发明通过二次环氧再生改性，从根本上优化了玻璃鳞片与环氧体系的相容性，大幅提升了涂料的施工性能与储存稳定性；经过氟硅改性后的玻璃鳞片依托残余巯基与1,4-丁二醇二缩水甘油醚发生二次巯基-环氧交联反应，在填料表面重接枝引入高密度环氧官能团，有效改善了无机鳞片在有机树脂体系中的浸润性与分散性，彻底解决了传统玻璃鳞片易团聚、易沉降、分散不均的问题，无需添加大量挥发性助溶剂即可实现均匀分散，充分适配无溶剂环保涂料体系。

27、本发明优选适配的氢化双酚a型环氧树脂与专用固化体系，进一步兼顾了涂层的耐候性、力学性能与固化致密性。选用的ep-4080e型氢化双酚a环氧树脂分子链为全饱和结构，无普通双酚a环氧的不饱和苯环缺陷，其抗黄变、耐水解、耐候性能大幅提升，能够适配户外、潮湿、强腐蚀等复杂严苛工况；搭配的1,4-丁二醇二缩水甘油醚活性稀释剂可有效降低无溶剂体系黏度，提升涂料施工流动性，且不挥发、无残留，不会破坏涂膜致密性。同时采用1,3-环己烷二胺作为固化剂，固化反应温和且均匀，可与改性填料表面环氧基团、基体环氧充分交联，形成高密度、高稳定性的立体交联网络，显著提升涂层硬度、耐磨性能与长效防护稳定性。