一种超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂及其制备方法、超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料及其制备方法和应用与流程

专利2025-12-31  17


本发明属于涂料,具体地说是一种超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂及其制备方法、超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料及其制备方法和应用。


背景技术:

1、在金属表面涂装防腐涂料是减缓金属腐蚀的有效途径。在涂料中加入缓蚀剂,会提升涂层的综合防护效果。早期使用的涂料缓蚀剂主要含铅或铬的化合物。这两类化合物使用历史长,效果好。但由于铅、铬化合物对环境造成的污染,随着环境保护意识的增强,研究和开发环境友好型涂料缓蚀剂成为了当务之急。

2、超支化聚硅氧烷在涂料领域的应用主要是作为涂料的添加剂,毒性低对环境友好,且能够改善涂料的性能,如提高涂膜硬度、降低表面能、增强耐磨性和耐化学腐蚀性等。

3、2022年8月12日公开的公开号为cn 114891440 a的专利,公开了一种超支化聚硅氧烷-环氧树脂自分层涂料及其制备方法,包括组分甲和乙,按重量份计,组分甲包括超支化聚硅氧烷60-150份,环氧树脂30-200份,有机溶剂35-150份,组分乙包括胺类固化剂20-200份,有机溶剂5-90份。将甲、乙组分充分混合,常温固化后即可得到超支化聚硅氧烷-环氧树脂自分层涂料,所得的涂料在进行自发分层的同时又不会完全分开,解决了形成明显相界面时导致的层间附着的问题,有效提升了漆膜基本力学性能及耐腐蚀性能。但是,其没有记载耐盐水及盐雾性能的具体效果,且,该专利制备的超支化聚硅氧烷无缓蚀功能。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂及其制备方法,通过对二甲氨基苯甲醛和小分子硅烷在醇溶液下催化反应制得,制备的超支化聚硅氧烷中含有亚胺基团,该基团可与金属表面形成稳定的配合物,吸附在金属表面形成保护膜,有效减缓腐蚀介质对金属基底的侵蚀速率,提高涂层的防腐性能。

2、本发明的目的在于提供一种超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料及其制备方法,通过在环氧树脂中添加超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂,提高涂层的综合防护性能;并采用活性稀释剂,可以有效减少漆膜固化过程中voc排放。

3、本发明还有一个目的在于提供一种超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料的应用,用于金属防护。

4、本发明具体技术方案如下:

5、一种超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂的制备方法,具体为:

6、将对二甲氨基苯甲醛和硅烷溶解到醇溶剂中,保护气氛下,逐滴加入催化剂,加热搅拌反应,分离纯化,即得。

7、所述对二甲氨基苯甲醛与硅烷的摩尔比为1:(1~1.2)。

8、所述硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷的一种或几种组合。

9、所述醇溶剂的添加量为对二甲氨基苯甲醛和硅烷总质量的1.0~1.5倍;

10、所述醇溶剂为甲醇或乙醇的一种或几种组合;

11、所述催化剂的添加量为对二甲氨基苯甲醛和硅烷总质量的1/1000~5/1000;

12、所述催化剂为冰醋酸;

13、所述保护气氛是指氩气氛围;

14、所述加热搅拌反应是指:50~60℃水浴锅中200~300r/min搅拌反应12~15h,使氨基和醛基充分反应脱水生成碳氮双键;

15、所述分离纯化是指:旋蒸除去醇溶剂和催化剂,得到深黄色浓稠液体即为超支化聚硅氧烷。

16、本发明提供的一种超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂,采用上述方法制备得到。

17、本发明提供的一种超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料,其原料包括上述超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂。

18、所述超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料,包括以下质量份原料:

19、环氧树脂30~50份、超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂20~35份、活性稀释剂5~10份、硅烷偶联剂2~2.5份、填料15~30份、助剂1.5~2.5份、固化剂15~20份。

20、所述环氧树脂选自环氧e20、环氧e44或环氧e51的一种或多种的组合。

21、所述活性稀释剂选自辛基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、间苯二酚双缩水甘油醚的一种或多种的组合。

22、所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560或kh570的一种或几种组合;

23、所述填料选自石墨烯、氧化铁红、滑石粉的一种或多种的组合。

24、所述助剂选自防沉剂或分散剂中的一种或几种组合。

25、所述防沉剂选自气相二氧化硅。

26、所述分散剂选自efka4010。

27、所述固化剂包括聚酰胺、脂环胺和芳香胺的一种或多种的组合。

28、本发明提供的一种超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料的制备方法,具体为:

29、向超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂中加入环氧树脂和活性稀释剂,搅拌分散,然后加入填料和助剂,搅拌,研磨,最后加入硅烷偶联剂和固化剂,搅拌均匀,即得超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料。

30、所述搅拌分散是指500~800r/min分散10~15min;

31、所述搅拌是指:1500~2000r/min搅拌20~40min;

32、所述研磨是指:研磨至涂料细度为50μm。

33、本发明提供的一种超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料的应用,用于金属防护。尤其用于船舶防腐、海洋钢结构、集装箱、海洋工程钢结构防腐领域中。

34、本发明利用超支化聚硅氧烷中的亚胺基团与金属基底形成稳定配合物,吸附在金属表面形成保护膜,有效减缓腐蚀介质对金属基底的侵蚀速率,提高涂层的防腐性能,并可代替传统含铅或铬等涂料缓蚀剂对环境的污染。且,本发明采用活性稀释剂制备涂料的固含高,漆膜固化过程中voc排放少。通过采用本发明的技术方案制备得到的超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料,其耐盐雾性能≥5000h,耐盐水≥5000h,抗冲击≤50kg·cm,百格附着力为0级,具有长效腐蚀防护功能。

35、与现有技术相比,本发明制备的涂层缓蚀剂超支化聚硅氧烷中含有亚胺基团,该基团可与金属表面形成稳定的配合物,吸附在金属表面形成保护膜,有效减缓腐蚀介质对金属基底的侵蚀速率,提高涂层的防腐性能,同时采用活性稀释剂,涂料固含高,漆膜固化过程中voc排放少。与传统含重金属的缓蚀剂相比,超支化聚硅氧烷的毒性低,对环境和人体的危害较小。同时超支化聚硅氧烷的合成过程相对简单,反应条件温和,易于实现工业化生产。



技术特征:

1.一种超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体为:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述对二甲氨基苯甲醛与硅烷的摩尔比为1:(1~1.2);所述硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷的一种或几种组合。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述醇溶剂的添加量为对二甲氨基苯甲醛和硅烷总质量的1.0~1.5倍;所述醇溶剂为甲醇或乙醇的一种或几种组合。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂的添加量为对二甲氨基苯甲醛和硅烷总质量的1/1000~5/1000;所述催化剂为冰醋酸。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述加热搅拌反应是指:50~60℃搅拌反应12~15h。

6.一种权利要求1-5任一项所述制备方法制备的超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂。

7.一种超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料,其特征在于,所述超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料的原料包括权利要求6所述的超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂。

8.根据权利要求7所述的超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料,其特征在于,所述超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料,包括以下质量份原料:

9.一种权利要求7或8所述的超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体为:

10.一种权利要求7或8所述的超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料超的应用,其特征在于,用于金属防护。


技术总结
本发明提供了一种超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂及其制备方法、超支化聚硅氧烷环氧防腐涂料及其制备方法和应用,通过对二甲氨基苯甲醛和小分子硅烷在醇溶液下催化反应制得超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂。涂料包括环氧树脂30~50份、超支化聚硅氧烷涂层缓蚀剂20~35份、活性稀释剂5~10份、硅烷偶联剂2~2.5份、填料15~30份、助剂1.5~2.5份、固化剂15~20份。与现有技术相比,本发明利用超支化聚硅氧烷中的亚胺基团与金属基底形成稳定配合物,吸附在金属表面形成保护膜,有效减缓腐蚀介质对金属基底的侵蚀速率,提高涂层的防腐性能,同时采用活性稀释剂制备涂料的固含高,漆膜固化过程中VOC排放少。

技术研发人员:郭小平
受保护的技术使用者:湖北科郢新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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