CN104046211A

CN104046211A - 一种环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆及其制备方法

Info

Publication number: CN104046211A
Application number: CN201310147646.8A
Authority: CN
Inventors: 王胜龙; 叶章基; 苏雅丽
Original assignee: 725th Research Institute of CSIC
Current assignee: 725th Research Institute of CSIC
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2014-09-17

Abstract

一种环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，由环氧树脂、改性丙烯酸树脂、环氧固化剂和混合溶剂组成；其混合溶剂为芳烃类、酯类、醇类或酮类。本发明通过应用溶解度参数选择了环氧树脂和改性丙烯酸树脂，并调节溶剂挥发速率，实现了环氧树脂和改性丙烯酸树脂梯度化结构。利用梯度结构的连接漆可实现涂层间完全相似相容，达到梯度连接漆对防腐和防污涂层良好连接的目的。此连接漆同时具有操作简单、无需复杂设备、成本低廉、可连续操作等特点，应用本连接漆可降低船体防护涂层体系维护次数，节约涂层维修时间和费用，具有较高的经济效益。

Description

一种环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种船体防腐防污连接漆技术，尤其是一种环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆及其制备方法。

背景技术

为了保证船舶水线以下船体的防腐防污作用，通常选择经济有效的有机涂层体系。防腐涂层基料树脂多为环氧类，防污涂层基料树脂多为丙烯酸酯类，由于这两类树脂相似相容性等理化性质存在差异，导致防污涂层在防腐涂层上附着性能不佳，常用解决方法是在两涂层间引入一道连接漆。当前，连接漆主要有氯化橡胶连接漆，乙烯连接漆，乙烯环氧连接漆等，而有关梯度连接漆相关文献和专利尚未见报道。

氯化橡胶连接漆是一单组分连接漆，其具有单组分涂料运输方便、存储方便，现场操作方便等优点；但该连接漆中氯化橡胶树脂的无极性基团结构特点，与环氧树脂相似相容性差，导致此连接漆对防腐涂层附着强度低。为了保证此连接漆能良好附着于防腐涂层上，在连接漆施工时，要求防腐涂层处于未实干状态，而此施工要求又会影响防腐涂层实际膜厚。因此，氯化橡胶连接漆存在连接强度不高，施工条件限制多等问题。

乙烯环氧连接漆是一双组份连接漆，其在乙烯基树脂中引入环氧基团，环氧基团的存在可改善了连接漆与防腐涂层相容性，提高连接漆对防腐涂层的附着强度。连接漆中乙烯基树脂与防污涂层中丙烯酸树脂具有相似相容性，提高连接漆对防污涂层连接性能。但此连接漆固化后，涂层中环氧基和乙烯基呈均匀分布形式，连接漆与防腐涂层和防污涂层并实现未完全相似相容性，特别是连接漆与防污涂层未完成相似相容，这影响了连接漆的连接性能，因此，乙烯环氧连接漆存在对防污涂层连接性能不高的缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中连接漆连接性能不高、施工条件限制多等问题，本发明提供一种双组份梯度结构的连接漆，在施工后，涂层自然干燥形成底面完全为环氧基树脂，表面完全为改性丙烯酸基树脂梯度涂层。这种梯度结构连接漆与上下防腐防污涂层具有界面完全相似相容特点，因而能很好的提高连接漆连接性能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，由环氧树脂、改性丙烯酸树脂、环氧固化剂和混合溶剂组成；其混合溶剂为芳烃类、酯类、醇类或酮类；其中环氧树脂与改性丙烯酸树脂的重量比例为3:2～4:1，两者之和占总重量的百分比为50％～60％；环氧固化剂占总重量的百分比为10％～20％；混合溶剂占总重量的百分比为20％～40％。

本发明所述的环氧树脂为双酚A类环氧树脂。

本发明所述的环氧树脂为环氧树脂E12、E20、E44中的一种环氧树脂或两种组合物。

本发明所述的改性丙烯酸树脂为有机硅丙烯酸树脂、活性基团丙烯酸树脂或丙烯酸树脂。

本发明所述改性丙烯酸树脂为乙烯基硅氧烷丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、羧基丙烯酸树脂、苯基丙烯酸树脂一种或两种以上组合物。

本发明所述环氧固化剂为聚酰胺，聚脂肪胺，腰果油改性酚醛胺，聚硫醇的一种或两种以上组合物。

本发明所述混合溶剂为二甲苯、三甲苯、乙酸丁酯、正丁醇、异丁醇、丙二醇单甲酯、丙酮、丁酮、环己酮的两种或两种以上组合物；其混合溶剂挥发速率控制为0.44～1.45。

本发明所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将环氧树脂和改性丙烯酸树脂溶于混合溶剂中，配制环氧改性丙烯酸树脂溶液；

(2)将环氧固化剂加入到(1)所得到的环氧/改性丙烯酸树脂溶液中，搅拌，制成分散均匀的溶液；

(3)将(2)中所制备的溶液放置10～20min；

(4)将(3)的溶液采用涂刷、辊刷、喷涂工艺，涂覆于基板上，静置；

(5)干燥，涂膜固化。

本发明所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆的制备方法，步骤(5)中所述的干燥温度为5℃～40℃，干燥湿度小于80％。

本发明所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆的制备方法，所述环氧树脂和改性丙烯酸树脂的溶解度参数差为1～3。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种环氧/改性丙烯酸树脂梯度连接漆，为了保证各组分分散均匀，本发明选择了溶解度参数差为1～3之间的环氧树脂和改性丙烯酸树脂，优选溶解度参数差为1.2～2.2。此外，本发明依据环氧改性丙烯酸树脂溶解度参数选择了两种或两种以上溶剂，控制混合溶剂挥发速率为0.44～1.45，优选挥发速率为0.73～0.89。通过应用溶解度参数选择了环氧树脂和改性丙烯酸树脂，并调节溶剂挥发速率，实现了环氧树脂和改性丙烯酸树脂梯度化结构。利用梯度结构的连接漆可实现涂层间完全相似相容，达到梯度连接漆对防腐和防污涂层良好连接的目的。

在本发明所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆的制备方法中，所述的干燥条件可采用本领域技术人员熟知的现有技术，如自然干燥、烘箱干燥等方式。

实验表明，该连接漆具有操作简单，无需复杂设备，成本低廉；制成材料成膜性好，结构致密，能实现涂层间完全相似相容，并具较高的连接性能。所制备的梯度连接漆与市场上销售连接漆进行对比实验，采用GB/T5210-2006标准测定了连接涂层对防腐涂层和防污涂层连接性能，结果见表1、2。

表1：不同连接漆与防腐涂层的性能测试结果

连接材料类型	附着强度/MPa	涂层间剥离率/％
			梯度连接漆	8.0	0
氯化橡胶连接漆	3.0	60
			乙烯环氧连接漆	5.0	30

表2：防污漆与不同连接涂层的性能测试结果

连接材料类型	附着强度/MPa	涂层间剥离率/％
			梯度连接漆	5.0	0
氯化橡胶连接漆	2.8	60
			乙烯环氧连接漆	4.3	40

附图说明：

图1a：本发明实施例1梯度化连接层自上而下FTIR吸收光谱；

图1b：本发明实施例1梯度化连接涂层的SEM图；

图1c：本发明实施例1梯度连接涂层中不同深度处硅含量；

图2a：本发明实施例2梯度化连接层自上而下FTIR吸收光谱；

图2b：本发明实施例2梯度化连接涂层的SEM图；

图2c：本发明实施例2梯度连接涂层中不同深度处硅含量。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述，本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

(1)将48g环氧树脂E20和12g有机硅丙烯酸酯树脂溶于由15g二甲苯和5g乙酸正丁酯组成的混合溶剂中，配制环氧改性丙烯酸树脂溶液；

(2)将环氧固化剂腰果油改性酚醛胺20g加入到(1)所得到的环氧改性丙烯酸树脂溶液中，搅拌，制成分散均匀的溶液；

(3)将(2)中所制备的溶液放置15min；

(5)在干燥温度为25℃，干燥湿度50％的条件下自然干燥，干燥后涂膜固化，即可得到环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆。

涂层梯度化效果见图1a、图1b和图1c，其中图1a红外丙烯酸酯羰基特征吸收峰1710cm^-1强度由涂层表面至底面逐渐衰减，环氧树脂特征吸收峰1240cm^-1强度由表面至底面逐渐增加；图1c为涂层截面特征元素分布情况，由涂层表面至底面硅含量降低，说明有机硅改性丙烯酸酯树脂含量也由表面至底面降低，以上均说明涂层形成梯度结构。梯度连接涂层对防腐涂层的附着强度达到9.5MPa，而乙烯环氧连接涂层只为5.0MPa；梯度连接涂层对防污涂层连接强度要高于防污涂层内聚强度。

实施例2：

(1)将30g环氧树脂E44和20g羟基丙烯酸酯树脂溶于由25g二甲苯和15g甲基异丁基甲酮组成的混合溶剂中，配制环氧改性丙烯酸树脂溶液；

(2)将环氧固化剂聚酰胺10g加入到(1)所得到的环氧改性丙烯酸树脂溶液中，搅拌，制成分散均匀的溶液；

(3)将(2)中所制备的溶液放置15min；

(5)在干燥温度为40℃，干燥湿度60％的条件下烘箱干燥，干燥后涂膜固化，即可得到环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆。

涂层梯度化效果见图2a、图2b和图2c，其中图2a红外丙烯酸酯羰基特征吸收峰1710cm^-1强度由涂层表面至底面逐渐衰减，环氧树脂特征吸收峰1240cm^-1强度由表面至底面逐渐增加；图2c为涂层截面特征元素分布情况，由涂层表面至底面固化剂中硫含量递增，这也说明了环氧树脂由表面至底面含量也增加，以上均说明涂层形成梯度结构。梯度连接涂层对防腐涂层的附着强度达到7.8MPa，而乙烯环氧连接涂层只为5.0MPa；梯度连接涂层对防污涂层连接强度要高于防污涂层内聚强度。

Claims

1.一种环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，其特征是：由环氧树脂、改性丙烯酸树脂、环氧固化剂和混合溶剂组成；其混合溶剂为芳烃类、酯类、醇类或酮类；其中环氧树脂与改性丙烯酸树脂的重量比例为3:2~4:1，两者之和占总重量的百分比为50%~60%；环氧固化剂占总重量的百分比为10%~20%；混合溶剂占总重量的百分比为20%~40%。

2.如权利要求1所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，其特征是：所述环氧树脂为双酚A类环氧树脂。

3.如权利要求2所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，其特征是：所述环氧树脂为环氧树脂E12、E20、E44中的一种环氧树脂或两种组合物。

4.如权利要求1所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，其特征是：所述改性丙烯酸树脂为有机硅丙烯酸树脂、活性基团丙烯酸树脂或丙烯酸树脂。

5.如权利要求4所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，其特征是：所述改性丙烯酸树脂为乙烯基硅氧烷丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂、羧基丙烯酸树脂、苯基丙烯酸树脂一种或两种以上组合物。

6.如权利要求1所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，其特征是：所述环氧固化剂为聚酰胺，聚脂肪胺，腰果油改性酚醛胺，聚硫醇的一种或两种以上组合物。

7.如权利要求1所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆，其特征是：所述混合溶剂为二甲苯、三甲苯、乙酸丁酯、正丁醇、异丁醇、丙二醇单甲酯、丙酮、丁酮、环己酮的两种或两种以上组合物；其混合溶剂挥发速率控制为0.44~1.45。

8.一种权利要求1所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆的制备方法，其特征是：包括以下步骤：

（1）将环氧树脂和改性丙烯酸树脂溶于混合溶剂中，配制环氧改性丙烯酸树脂溶液；

（2）将环氧固化剂加入到(1)所得到的环氧/改性丙烯酸树脂溶液中，搅拌，制成分散均匀的溶液；

（3）将(2)中所制备的溶液放置10~20min；

（4）将(3)的溶液采用涂刷、辊刷、喷涂工艺，涂覆于基板上，静置；

（5）干燥，涂膜固化。

9.如权利要求8所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆的制备方法，其特征是：步骤（5）中所述的干燥温度为5℃~40℃，干燥湿度小于80%。

10.如权利要求8所述的环氧改性丙烯酸树脂梯度连接漆的制备方法，其特征是：所述环氧树脂和改性丙烯酸树脂的溶解度参数差为1~3。