[发明专利]一种改良的聚硼硅氮烷/环氧复合涂料

说明书

本发明涉及一种改良的聚硼硅氮烷/环氧复合涂料，包括以下质量份的原料：12‑19份聚硼硅氮烷预聚体，10‑20份环氧树脂，7‑10份环氧树脂浆料，1‑5份硅烷偶联剂，60‑75份溶剂，所述环氧树脂浆料包括以下质量份的原料：20‑40份环氧树脂，18‑25份改性耐高温纳米粉体，1‑5份分散剂，50‑70份溶剂；所述聚硼硅氮烷预聚体是由包括以下单体聚合得到：二烃基二氯硅烷、含有烯基的二氯硅烷、芳香族二胺，硅氮烷以及氯化硼；所述改性耐高温纳米粉体经过氨基硅烷偶联剂改性。本发明聚硼硅氮烷/环氧复合涂料改善了涂层的耐高温性能和抗紫外老化性能，拓宽了涂料的应用范围。

技术领域

本发明涉及抗腐蚀涂层制备技术领域，特别涉及一种改良的聚硼硅氮烷/环氧复合涂料。

背景技术

聚硅氮烷作为新型的防护涂层材料，既可通过适当方式转化为陶瓷涂层，用于高温防护，又可直接用作有机涂层材料，实现防腐防污等功能。具有薄层致密、功能多样、工艺灵活、且与各类基材结合良好等优势，近年来逐渐成为研究的热点。固化后的聚硅氮烷材料致密均匀，提供了很好的耐热和防腐蚀性能。但是目前基于聚硅氮烷的涂料发展缓慢，也没有商品化的产品。主要是聚硅氮烷存在一些问题：1.聚硅氮烷固化后会形成陶瓷或者类陶瓷质的刚性涂膜，导致聚硅氮烷涂层的膜厚较薄，一般只有3-7μm；2.聚硅氮烷的合成机理不明确，制备工艺复杂，不能有效地对产物进行控制，产物复杂，分子量偏低。3.作为耐高温涂层材料，其耐高温性能还不够突出。

聚硼硅氮烷是硅氮烷树脂的一种衍生产品，具有比聚硅氮烷更好的耐高温性(陶瓷化后耐1700℃)、厚涂性(膜厚10-15μm)、高硬度(常温固化7-8H，陶瓷化＞10H)，且价格也具有很大的优势。因此，如何利用聚硼硅氮烷和环氧树脂结合，制备出一种能够在高温条件下抗腐蚀的涂层，已经成为一个急需解决的问题。

发明人在之前的专利CN202211244391.2，公开了一种聚硼硅氮烷和环氧树脂的复合涂料，其是聚硼硅氮烷预聚体和环氧树脂，耐高温纳米粉体一起复配后得到，具有优异的耐高温抗腐蚀性能，以及高的硬度，面对高温颗粒冲击，高速腐蚀流体能够保证涂层的完整和耐腐蚀性能。在经过260℃高温烘烤10h，还能具有很好的耐盐雾性能。但是其耐高温粉体是一些无机材料，比如纳米氮化硅、纳米碳化硼、纳米氧化铝、纳米氮化铝、纳米氮化硼、纳米碳化硅、纳米氧化镁、纳米氧化锌、纳米二氧化钛等。这些无机纳米材料和树脂基体之间存在相容性欠佳的问题，虽然通过物理共混的方式能够使纳米粉体分散在涂层中。但是经过实验发现，所得涂层对紫外辐照敏感，在氧化条件下(空气)和长期的紫外照射(阳光)，涂层的耐高温性会发生一定程度的下降，使涂层发挥功效的有效期变短，致使涂层的使用寿命受到极大的限制。

此外，有针对聚硅氮烷进行疏水改性的研究，进一步改善了硅氮烷涂料的疏水性，改善其防腐能力。但是多为利用活性基团在硅氮烷的侧链引入长链烷基，芳香剂等疏水基团。比如CN113174049A，CN114456389，CN113956483中所阐述的改性方法。在侧链改性中，虽然能够通过引入不同的功能基团来改善涂料的一些性能，但是侧链引入大量体积较大的基团时，会影响和环氧树脂的固化，比如导致固化速度变慢，或者固化后强度，硬度下降等缺陷。现有技术中少有对聚硅氮烷主链进行改性的例子。

因此，还需要开发一种改良的，具有优异的抗紫外老化的聚硼硅氮烷/环氧复合涂料。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明对耐高温粉体进行表面氨基改性，增加了纳米粉体与树脂基体之间的亲和性，明显改善了纳米分体在树脂基体中的分散性；同时，在聚硼硅氮烷合成中，加入一定量的芳香族二胺，在聚硼硅氮主链中引入芳香基团，增强了涂料的疏水性能，两者协同作用，进一步改善了涂层性能。

本发明提供了以下的技术方案：