[发明专利]一种倍半硅氧烷交联的硅氮磷协同阻燃水性环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种倍半硅氧烷交联的硅氮磷协同阻燃水性环氧树脂及其制备方法。该水性环氧树脂是由40～80wt%环氧树脂基料、2～12wt%含硅氮磷的倍半硅氧烷环氧树脂固化剂、0.5～2wt%固化促进剂、5～20wt%发泡剂、5～20wt%成炭剂、3～20wt%成炭催化剂、2～12wt%颜填料和0.1～2.5wt%流平剂组成，并且上述各组分的含量之和为100%。本发明以含硅氮磷的倍半硅氧烷环氧树脂为固化剂，协同成炭剂、发泡剂、成炭催化剂显著改善水性环氧树脂的阻燃性能，所得水性环氧树脂与金属表面的结合力高，耐热性好，具有高于32的氧指数；且制备方法简单、安全、成本低廉，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于化学材料制备技术领域。更具体地，涉及一种倍半硅氧烷交联的硅氮磷协同阻燃水性环氧树脂及其制备方法。

背景技术

钢管在钢铁厂流水线上下线后，其表面耐蚀性能差，在储运过程和使用过程中很容易被腐蚀，严重影响其性能和使用寿命。一旦其表面被腐蚀，其后续处理过程繁琐，工作量大。同时，钢管在高温环境下力学性能会迅速下降，如一般45号钢在600℃条件下0.5h就开始软化。因此，对这些钢管采取保护措施，避免其受到高温火焰的直接灼烧，就可以大大减少高温环境对钢管部件的损坏。目前，生产中采用钢管表面施镀合金、表面磷化等工艺对光管进行处理，提高其防腐性能。与其他表面防腐处理工艺相比，涂装防腐蚀涂层形成涂层保护工艺具有操作简捷、性能优异以及经济效益高等一些其它材料无法比拟的优势，同时，阻燃涂层能进一步增强钢管在高温下的安全性。因此，开发具有良好的附着力和优良的耐候性、耐腐蚀性、耐高温性能的钢管外表面防腐蚀涂料具有重要的意义。

市场上有一种环氧树脂涂层钢管，就是普通钢管经过表面处理后，在钢管表面涂覆一层特质的环氧树脂材料而制成的。这种涂层钢管所采用的环氧树脂粉末具有优良的耐化学腐蚀性能，长期使用不会出现生锈腐蚀、内壁结垢等诸多问题，避免发生内部堵塞影响管道通畅。环氧树脂广泛用于半导体封装、粘结、涂料等行业，随着这些行业对安全性的要求日益增高，对环氧树脂的耐热阻燃性能的要求也不断在提高。然而，传统的添加剂型阻燃无法满足阻燃、绝缘、力学性能优异以及与基体相容性好等要求。使用反应型阻燃剂，即将阻燃元素，如氯、溴、磷等元素引入环氧树脂基体中，可以有效提高环氧树脂的氧指数，但是，卤系阻燃剂在燃烧是会放出有毒的卤化氢、卤化二苯并二噁英等物质，并且废弃后对环境污染较大，因而应用受到限制；磷本质阻燃体系会提高体系的吸湿性和降低力学性能，并由于其结构的特殊性，大多数含磷环氧树脂体系的磷含量不超过10%，阻燃性能提高幅度受到限制。

另外，水溶性环氧树脂具有不含溶剂、减少环境污染、节省能源、贮存稳定、运输方便等优势，具有良好的经济和社会效应。其中，阻燃环氧树脂可分为膨胀型和非膨胀型两类，非膨胀型防火涂层通过自身的高难燃性实现防火的目的，但是其隔热功能需要较厚的涂层厚度才能实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种具有良好的附着力和优良的耐候，耐腐蚀性、耐高温性能的钢管外表面防腐蚀涂料。

本发明的目的是提供一种倍半硅氧烷交联的硅氮磷协同阻燃水性环氧树脂。

本发明另一目的是提供所述倍半硅氧烷交联的硅氮磷协同阻燃水性环氧树脂的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种倍半硅氧烷交联的硅氮磷协同阻燃水性环氧树脂，由40～80wt%环氧树脂基料、2～12wt%含硅氮磷的倍半硅氧烷环氧树脂固化剂、0.5～2wt%固化促进剂、5～20wt%发泡剂、5～20%wt%成炭剂、3～20wt%成炭催化剂、2～12wt%颜填料和0.1～2.5wt%流平剂组成，并且上述各组分的含量之和为100%。