本發(fā)明涉及一種無溶劑環(huán)氧涂料及其制備方法，可用于工程領(lǐng)域的環(huán)保型的涂料。
背景技術(shù)：
無溶劑涂料是指不含或含極少量揮發(fā)性有機(jī)溶劑或稀釋劑的涂料。以合成樹脂、固化劑和活性溶劑配制而成，當(dāng)固化成膜時(shí)，活性溶劑也參與反應(yīng)，成為涂膜的組成部分。系配方中不存在作為非成膜物質(zhì)的真正意義上的溶劑，故稱為無溶劑涂料。無溶劑涂料不含或含極少量揮發(fā)性溶劑，減少了對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)約了大量有機(jī)溶劑，因此是一種節(jié)能環(huán)保型的新型涂料。
環(huán)氧樹脂對(duì)金屬、陶瓷、玻璃、混凝土都有良好的附著力，耐化學(xué)品，是目前無溶劑涂料常用的韌性成膜物質(zhì)。而無溶劑的耐磨環(huán)氧涂料的耐磨性還常常達(dá)不到要求，因此需要添加高硬、低摩擦的改性填料，來提高涂層的耐磨性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明采用環(huán)氧樹脂作為無溶劑環(huán)氧涂料的成膜物質(zhì)，以低分子的聚酰胺作為固化劑，采用硅烷偶聯(lián)劑處理的玄武巖玻璃和玻璃鱗片作為增強(qiáng)材料，提高環(huán)氧涂層的耐水性、拉伸強(qiáng)度以及耐磨性。
本發(fā)明技術(shù)方案如下：
進(jìn)一步，所述的環(huán)氧樹脂為E-44、E-54或E-51中的一種。
進(jìn)一步，所述的玻璃鱗片的粒徑為60-120目。
進(jìn)一步，所使用的硅油為甲基硅油、乙基硅油、甲基含氫硅油、甲基乙氧基硅油的一種。
進(jìn)一步，所使用的環(huán)氧固化劑為低分子聚酰胺樹脂TY-300、TY-200、TY-203的一種。
進(jìn)一步，所使用的硅烷偶聯(lián)劑為KH530，KH550，KH570的一種。
進(jìn)一步地，所述的無溶劑涂料按照以下步驟配制而成：
1)硅烷偶聯(lián)劑溶液的配制
以無水乙醇以及蒸餾水為混合介質(zhì)，將硅烷偶聯(lián)劑滴入乙醇溶液中攪拌5-15min，靜置備用。
2)粉料預(yù)處理
為使填料能與樹脂形成良好的相容性，將玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體在硅烷偶聯(lián)劑溶液中浸泡0.5-2h，過濾，自然晾干，后經(jīng)100-120℃烘干1-2h，降溫備用。
3)無溶劑環(huán)氧涂料的制備
先將環(huán)氧樹脂、環(huán)氧固化劑在60-80℃水浴中進(jìn)行加熱降粘?？刂茢嚢杷俾蕿?00-1000rmp，溫度在60-80℃，在攪拌器中依次加入環(huán)氧樹脂、處理過的玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體、硅油以及份稀釋劑以及環(huán)氧固化劑，攪拌10-30min，即得無溶劑的環(huán)氧涂料。
4)環(huán)氧涂層的制備
將上述的無溶劑環(huán)氧涂料涂覆在10*10cm的聚四氟乙烯模具中，在恒溫恒濕室里放置 24h固化，即得環(huán)氧涂層。
本發(fā)明的發(fā)明原理如下：
玻璃鱗片是厚度2-20um，片徑在0.1-3.2mm的玻璃薄片，優(yōu)異的抗?jié)B透性能，常用作防腐涂料的填料；而玄武巖玻璃，是一種新型的材料，莫氏硬度為7-8，抗拉強(qiáng)度為4000MPa，絕水，耐酸、耐堿，超耐高溫和低溫(高溫工作溫度為935℃，低溫工作溫度為-269℃)，而且生產(chǎn)和使用過程中沒有污染。將玄武巖玻璃粉體添加到無溶劑環(huán)氧涂料，將具有界面增強(qiáng)效應(yīng)、微集料效應(yīng)以及增塑效應(yīng)，可望提高環(huán)氧涂層的物理以及機(jī)械性能。玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體為無機(jī)粉料，為提高粉體與樹脂的結(jié)合力，采用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行改性。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
1)為改善樹脂與玻璃鱗片與玄武巖玻璃分離的浸潤(rùn)性，采用偶聯(lián)劑改性玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體，使填料能夠在樹脂中分散和平行排列，與樹脂形成良好的相容性。
2)未經(jīng)玄武巖玻璃粉體和玻璃鱗片增強(qiáng)的無溶劑環(huán)氧涂料的吸水率為3％，拉伸強(qiáng)度為11MPa，涂膜的單位面積的磨損量為26g·cm2。
而經(jīng)玄武巖玻璃粉體和玻璃鱗片增強(qiáng)的無溶劑環(huán)氧涂料的吸水率僅為0.45％，拉伸強(qiáng)度為35MPa，涂膜的單位面積的磨損量為11g·cm2，防腐性能優(yōu)異。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式、實(shí)施例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明：
所述的具有無溶劑按照以下步驟配制而成：
1)硅烷偶聯(lián)劑溶液的配制
以無水乙醇以及蒸餾水為混合介質(zhì)，將硅烷偶聯(lián)劑滴入乙醇溶液中攪拌5-15min，靜置備用。
2)粉料預(yù)處理
為使填料能與樹脂形成良好的相容性，將玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體在硅烷偶聯(lián)劑溶液中浸泡0.5-2h，過濾，自然晾干，后經(jīng)100-120℃烘干1-2h，降溫備用。
3)無溶劑環(huán)氧涂料的制備
先將環(huán)氧樹脂、環(huán)氧固化劑在60-80℃水浴中進(jìn)行加熱降粘?？刂茢嚢杷俾蕿?00-1000rmp，溫度在60-80℃，在攪拌器中依次加入環(huán)氧樹脂、處理過的玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體、硅油以及份稀釋劑以及環(huán)氧固化劑，攪拌10-30min，即得無溶劑的環(huán)氧涂料。
4)環(huán)氧涂層的制備
將上述的無溶劑環(huán)氧涂料涂覆在10*10cm的聚四氟乙烯模具中，在恒溫恒濕室里放置24h固化，即得環(huán)氧涂層。
(二)實(shí)施例：
實(shí)施例1
所述的具有無溶劑按照以下步驟配制而成：
1)無溶劑環(huán)氧涂料的制備
先將環(huán)氧樹脂、環(huán)氧固化劑在60℃水浴中進(jìn)行加熱降粘?？刂茢嚢杷俾蕿?00rmp，溫度在60℃，在攪拌器中依次加入環(huán)氧樹脂、硅油、稀釋劑以及、環(huán)氧固化劑，攪拌10min，即得無溶劑的環(huán)氧涂料。
2)環(huán)氧涂層的制備
將上述的無溶劑環(huán)氧涂料涂覆在10*10cm的聚四氟乙烯模具中，在恒溫恒濕室里放置24h固化，即得環(huán)氧涂層。
實(shí)施例2
所述的具有無溶劑按照以下步驟配制而成：
1)硅烷偶聯(lián)劑溶液的配制
以無水乙醇以及蒸餾水為混合介質(zhì)，將硅烷偶聯(lián)滴入酒精溶液，攪拌5min，靜置備用。
2)粉料預(yù)處理
為使填料能與樹脂形成良好的相容性，將玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體在硅烷偶聯(lián)劑溶液中浸泡，過濾，自然晾干，后經(jīng)100℃烘干1h，降溫備用。
3)無溶劑環(huán)氧涂料的制備
先將環(huán)氧樹脂、環(huán)氧固化劑在65℃水浴中進(jìn)行加熱降粘?？刂茢嚢杷俾蕿?00rmp，溫度在65℃，在攪拌器中依次加入環(huán)氧樹脂、處理過的玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體、硅油以及稀釋劑以及環(huán)氧固化劑，攪拌15min，即得無溶劑的環(huán)氧涂料。
4)環(huán)氧涂層的制備
將上述的無溶劑環(huán)氧涂料涂覆在10*10cm的聚四氟乙烯模具中，在恒溫恒濕室里放置24h固化，即得環(huán)氧涂層。
實(shí)施例3
所述的具有無溶劑按照以下步驟配制而成：
1)硅烷偶聯(lián)劑溶液的配制
以無水乙醇以及蒸餾水為混合介質(zhì)，將硅烷偶聯(lián)滴入酒精溶液，攪拌8min，靜置備用。
2)粉料預(yù)處理
為使填料能與樹脂形成良好的相容性，將玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體在硅烷偶聯(lián)劑溶液中浸泡，過濾，自然晾干，后經(jīng)105℃烘干1.2h，降溫備用。
3)無溶劑環(huán)氧涂料的制備
先將環(huán)氧樹脂、環(huán)氧固化劑在70℃水浴中進(jìn)行加熱降粘?？刂茢嚢杷俾蕿?00rmp，溫度在70℃，在攪拌器中依次加入環(huán)氧樹脂、處理過的玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體、硅油以及稀釋劑以及環(huán)氧固化劑，攪拌20min，即得無溶劑的環(huán)氧涂料。
4)環(huán)氧涂層的制備
將上述的無溶劑環(huán)氧涂料涂覆在10*10cm的聚四氟乙烯模具中，在恒溫恒濕室里放置24h固化，即得環(huán)氧涂層。
實(shí)施例4
所述的具有無溶劑按照以下步驟配制而成：
1)硅烷偶聯(lián)劑溶液的配制
以無水乙醇以及蒸餾水為混合介質(zhì)，將硅烷偶聯(lián)滴入酒精溶液，攪拌15min，靜置備用。
2)粉料預(yù)處理
為使填料能與樹脂形成良好的相容性，將玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體在硅烷偶聯(lián)劑溶液中浸泡，過濾，自然晾干，后經(jīng)120℃烘干2h，降溫備用。
3)無溶劑環(huán)氧涂料的制備
先將環(huán)氧樹脂、環(huán)氧固化劑在80℃水浴中進(jìn)行加熱降粘。控制攪拌速率為1000rmp，溫度在80℃，在攪拌器中依次加入環(huán)氧樹脂、處理過的玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體、硅油以及稀釋劑以及環(huán)氧固化劑，攪拌30min，即得無溶劑的環(huán)氧涂料。
4)環(huán)氧涂層的制備
將上述的無溶劑環(huán)氧涂料涂覆在10*10cm的聚四氟乙烯模具中，
在恒溫恒濕室里放置24h固化，即得環(huán)氧涂層。
實(shí)施例5(最佳實(shí)施例)
所述的具有無溶劑按照以下步驟配制而成：
1)硅烷偶聯(lián)劑溶液的配制
以無水乙醇以及蒸餾水為混合介質(zhì)，將硅烷偶聯(lián)滴入酒精溶液，
攪拌10min，靜置備用。
2)粉料預(yù)處理
為使填料能與樹脂形成良好的相容性，將玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體在硅烷偶聯(lián)劑溶液中浸泡，過濾，自然晾干，后經(jīng)110℃烘干1.8h，降溫備用。
3)無溶劑環(huán)氧涂料的制備
先將環(huán)氧樹脂、環(huán)氧固化劑在75℃水浴中進(jìn)行加熱降粘?？刂茢嚢杷俾蕿?00rmp，溫度在75℃，在攪拌器中依次加入環(huán)氧樹脂、處理過的玻璃鱗片和玄武巖玻璃粉體、硅油以及稀釋劑以及環(huán)氧固化劑，攪拌25min，即得無溶劑的環(huán)氧涂料。
4)環(huán)氧涂層的制備
將上述的無溶劑環(huán)氧涂料涂覆在10*10cm的聚四氟乙烯模具中，
在恒溫恒濕室里放置24h固化，即得環(huán)氧涂層。
在以上各實(shí)施例中
所述的玻璃鱗片為100目。
所述的環(huán)氧樹脂為E-54。
所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-570。
所述的環(huán)氧固化劑為TY-300。
所述的活性稀釋劑為叔丁基酚基縮水甘油醚。
所述的硅油為甲基乙氧基硅油。
在以上各實(shí)施例中：
涂層的吸水率：依照HG/T3344-2012測(cè)試涂層的吸水率
涂層的抗拉伸強(qiáng)度：依照HG/T1447-2005測(cè)試涂層的抗拉伸強(qiáng)度
涂層的磨損量測(cè)試：采用GB/T1768-2006進(jìn)行測(cè)試
涂層的耐化學(xué)性能按照：GB1763－79進(jìn)行測(cè)試
表1-無溶劑環(huán)氧涂料的各實(shí)施例測(cè)試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
從表1中可以明顯看出，本發(fā)明的各實(shí)施例在不同環(huán)境條件下無溶劑環(huán)氧涂料具有較好的機(jī)械以及防腐性能。
上述具體實(shí)施方式只是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)解釋，本發(fā)明并不只僅僅局限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，凡是依據(jù)上述原理及精神在本發(fā)明基礎(chǔ)上的改進(jìn)、替代，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。