本发明涉及涂层材料,具体涉及一种用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料的新型助剂及其制备方法与应用
背景技术:
1、长期暴露在复杂环境中的船舶部件和海洋设施在使用过程中往往会受到严重的腐蚀和磨损危害,而使用涂层对其进行保护是延长其使用寿命的重要手段。氟碳(feve)涂层因其独特的物理化学性能,具有低表面能、高化学惰性、高热稳定性、低介电常数等特点,被广泛用作基材保护涂层材料;此外,氟碳涂层中f原子的存在也使涂层具有一定的润滑性,暴露在表面的c-f键可以进一步降低涂层的表面能,使涂层在水洗、操作等复杂工作条件下表现出良好的减摩性和耐腐蚀性。然而,纯氟碳涂料的强度和耐久性以及与基底材料的附着力都很差,这会导致涂层与基底之间开裂或剥落,使基底容易受到侵蚀和磨损,以及变形和开裂,从而损害涂层的保护和阻隔性能。
2、环氧树脂(ep)具有独特的物理化学特性、耐热性和耐化学性,对金属基材有良好的附着力,被广泛应用于涂料和粘合剂中。以环氧树脂作为共混改性树脂,可提高氟碳树脂类惰性涂层材料的交联密度,并提升涂层与金属基底之间的附着力,但是使用环氧树脂作为共混改性树脂,由于其与氟碳树脂结构不同,导致二者无法互溶或者部分互溶,从而造成结构遭到破坏,使其性能下降。
3、综上所述,目前急需一种助剂,可以让两种树脂互溶,既拥有好的附着力,又耐酸耐腐蚀。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足,本发明提供了一种用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料的新型助剂及其制备方法与应用。
2、本发明的技术方案如下:
3、一种用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料的助剂的制备方法,包括:
4、将端氨基丁腈橡胶(atbn)溶于二甲苯中,然后加入异氰酸酯类化合物和催化剂,氮气氛围下升温至50-100℃搅拌(200-600rpm/min)反应1-3h,直至异氰酸酯类化合物反应完全,停止反应,得到所述的助剂;
5、端氨基丁腈橡胶的分子量在3500-10000;
6、优选端氨基丁腈橡胶、二甲苯、异氰酸酯类化合物的质量比为2-3:1-3:2-4;
7、异氰酸酯类化合物选自甲苯二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)中的一种或多种;
8、催化剂选自二月桂酸二丁基锡、异辛酸亚锡中的一种或两种;催化剂的添加量为端氨基丁腈橡胶和异氰酸酯类化合物的总质量的0.1-0.5%。
9、本发明涉及上述制备方法制得的助剂。
10、本发明所述的助剂可用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料中。
11、本发明还涉及一种氟碳涂料,以氟碳树脂、二甲苯、正丁醇、环氧树脂、本发明助剂为原料制成;
12、优选氟碳树脂、二甲苯、正丁醇、环氧树脂的质量比为60:15:5:20;
13、优选本发明助剂的用量为氟碳树脂和环氧树脂总质量的5-10%。
14、所述氟碳涂料的制备方法如下:
15、将氟碳树脂、二甲苯、正丁醇混合溶解,搅拌下滴加环氧树脂,随后加入助剂,升温至90℃反应4h,即得所述氟碳涂料。
16、本发明的技术原理包括:
17、本发明助剂通过异氰酸酯类化合物和端氨基液体丁腈橡胶在氮气氛围下进行化学反应而得。该助剂分子的一端含有异氰酸酯,可以与氟碳树脂相容,另一端的氨基可以与环氧树脂的环氧基团进行开环反应,从而提高环氧树脂在氟碳树脂体系中的分散性和相容性。将其作为增容剂制成的氟碳涂料,与金属基底粘附力大大增强,耐酸、耐腐蚀性能得到显著提高。
18、本发明的有益效果在于:
19、本发明提供了一种用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料的新型助剂,该助剂能够提升氟碳树脂feve和环氧树脂之间的相容性,通过使用新型助剂得到的氟碳/环氧复合树脂,其附着力达到0级,耐酸、耐腐蚀性提升明显。
1.一种用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料的助剂的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
2.如权利要求1所述用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料的助剂的制备方法,其特征在于,端氨基丁腈橡胶的分子量在3500-10000。
3.如权利要求1所述用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料的助剂的制备方法,其特征在于,端氨基丁腈橡胶、二甲苯、异氰酸酯类化合物的质量比为2-3:1-3:2-4。
4.如权利要求1所述用于耐酸耐腐蚀氟碳涂料的助剂的制备方法,其特征在于,催化剂的添加量为端氨基丁腈橡胶和异氰酸酯类化合物的总质量的0.1-0.5%。
5.如权利要求1~4任一项所述制备方法制得的助剂。
6.如权利要求5所述的助剂在耐酸耐腐蚀氟碳涂料中的应用。
7.一种氟碳涂料,其特征在于,以氟碳树脂、二甲苯、正丁醇、环氧树脂、如权利要求5所述的助剂为原料制成。
8.如权利要求7所述的氟碳涂料,其特征在于,氟碳树脂、二甲苯、正丁醇、环氧树脂的质量比为60:15:5:20;助剂的用量为氟碳树脂和环氧树脂总质量的5-10%。
9.如权利要求7所述的氟碳涂料的制备方法,其特征在于,所述方法如下:
