[发明专利]改性环氧树脂及其制备方法、环氧树脂乳液、防腐涂料

说明书

本发明涉及一种改性环氧树脂及其制备方法、环氧树脂乳液、防腐涂料。所述改性环氧树脂包括：环氧树脂，所述环氧树脂包含环氧基；经所述环氧基接枝于所述环氧树脂的聚乙烯亚胺。所述改性环氧树脂能够有效提升环氧树脂乳液的热稳定性，解决其在防腐涂料细化过程中破乳问题。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种改性环氧树脂及其制备方法、环氧树脂乳液、防腐涂料。

背景技术

防腐涂料是在现代工业、交通、能源、海洋工程等领域均应用广泛的一种涂料。随着经济和工业化的快速发展，化工、石油、冶金、机械、轻工、海洋工程和舰船等领域都大量使用钢材，尤其是冶金、化工、石油和海洋工程领域。而每年钢铁腐蚀总量占当年产量的10～20％，造成严重的经济损失，迫切需要防腐涂料领域技术的不断革新。而在一些电力运输、储罐、管道等特殊领域，一方面要求金属材料具有防腐特性之外，同时还需保持材料的导电特性。此时，需要在防腐涂料中引入如石墨烯等的导电材料。

石墨烯独特的物理性能，提供较优的导电性的同时，还可改善水性涂料的防腐性能，石墨烯晶格的几何孔隙为0.064nm，理论上可以阻隔像氦气(0.208nm)或氢气(0.314nm)这样的小分子，因此石墨烯可以有效阻隔腐蚀因子，而堆叠的石墨烯层会延长腐蚀因子的侵入途径，形成扩散屏障，产生“迷宫效应”，进一步提升防腐性能。研究表明，将0.5％～2％不同含量石墨烯作为防腐填料加入到环氧树脂涂料中，有效地提高了涂层的防腐性能，随着石墨烯含量的增加，涂料的防腐性能先提高后降低，存在一个最佳值，石墨烯含量为1％的涂层防腐效果最好。而在环氧富锌涂料中添加1.0％的石墨烯，涂料的耐盐雾性从624h提高到2500h，防腐性能提高明显。因石墨烯优异的防腐性能，可以实行无Cr⁶⁺表面处理。如添加1％的石墨烯，涂膜耐盐雾超1000h，而含铬处理的同类涂膜耐盐雾只有600h。添加石墨烯还可提高涂膜耐磨性和抗高温性及加热后的耐腐蚀性。

在实际制备水性石墨烯防腐涂料时，为保证石墨烯在水性乳液中的分散，通常会将水性乳液(通常为水性环氧树脂乳液)与涂料的其他添加剂进行混合并细化(如长时间的超声震荡、高速球磨、高速剪切(2000rpm)等)，在细化时会产生大量的热导致乳液发生“破乳”现象，制备得到的涂料防腐性能不佳，且附着力和力学性能差。

发明内容

基于此，本发明提供一种能够有效提升环氧树脂乳液的热稳定性，解决其在防腐涂料细化过程中破乳问题的改性环氧树脂及其制备方法，以及包含其的环氧树脂乳液、防腐涂料。

本发明的第一方面，提供一种改性环氧树脂，包括：

环氧树脂，所述环氧树脂包含环氧基；

经所述环氧基接枝于所述环氧树脂的聚乙烯亚胺。

在其中一个实施例中，所述环氧树脂选自E-20环氧树脂、E-44环氧树脂和E-51环氧树脂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述聚乙烯亚胺的分子量为600～10000。

在其中一个实施例中，所述环氧树脂与所述聚乙烯亚胺的质量比为100:(0.5～1.5)。

本发明的第二方面，提供所述的改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

将所述环氧树脂和所述聚乙烯亚胺溶于溶剂中，进行接枝反应；

所述接枝反应的条件包括：温度为60℃～100℃，时间为1小时～3小时。

本发明的第三方面，提供一种环氧树脂乳液，包含水以及如上所述的改性环氧树脂。

在其中一个实施例中，所述的环氧树脂乳液还包含助溶剂；所述助溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中一种或两种以上的组合。