本申請涉及高分子材料,尤其涉及一種防腐環氧樹脂基復合材料及其制備方法、應用。
背景技術:
1、環氧樹脂是一種高分子聚合物,具體是指分子中含有兩個以上環氧基團的一類聚合物的總稱。環氧樹脂涂料是以環氧樹脂為基料配制的涂料,環氧樹脂涂料因具有優異的粘接性能、耐腐蝕性、電絕緣性以及熱穩定性等優點而被廣泛用作各種涂塑鋼管的防腐層。
2、然而,相關技術中,環氧樹脂通常采用胺固化,共價交聯網絡在為環氧樹脂帶來高模量、高強度、高耐熱等優點的同時,也束縛了其分子鏈運動,使得環氧樹脂的韌性較差,且固化成型后無法二次加工;另外,未改性環氧樹脂的阻燃性能差,根據ul94測試標準為hb等級;交聯網絡中的高密度苯環使得環氧樹脂的耐候性能差,這些缺點嚴重限制了環氧樹脂的使用。
技術實現思路
1、有鑒于此,本申請提供一種防腐環氧樹脂基復合材料及其制備方法、應用。
2、本申請實施例是這樣實現的,本申請實施例提供一種防腐環氧樹脂基復合材料,包括雙酚f環氧樹脂、戊二酸、阻燃交聯劑和抗紫外交聯劑;其中,所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑中含有羧基;
3、所述阻燃交聯劑的結構式如下式所示:;
4、所述抗紫外交聯劑的結構式如下式所示:。
5、可選地,在本申請的一些實施例中,所述防腐環氧樹脂基復合材料中,所述雙酚f環氧樹脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑的質量比為(15~20):(2~4):(2.5~6.5):(2~3)。
6、可選地,在本申請的一些實施例中,所述防腐環氧樹脂基復合材料中還包括催化劑;其中,
7、所述催化劑包括n-甲基咪唑;和/或
8、所述雙酚f環氧樹脂和所述催化劑的質量比為(15~20):(0.8~1)。
9、相應地,本申請實施例還提供一種防腐環氧樹脂基復合材料的制備方法,包括如下步驟:
10、提供雙酚f環氧樹脂、戊二酸、阻燃交聯劑和抗紫外交聯劑;其中,所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑中含有羧基;
11、所述阻燃交聯劑的結構式如下式所示:;
12、所述抗紫外交聯劑的結構式如下式所示:;
13、將所述雙酚f環氧樹脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑混合,反應,得到防腐環氧樹脂基復合材料。
14、可選地,在本申請的一些實施例中,所述阻燃交聯劑的制備方法包括:
15、提供3-羥基丙酸和六氯環三磷腈;
16、將所述3-羥基丙酸和所述六氯環三磷腈混合,反應,得到阻燃交聯劑。
17、可選地,在本申請的一些實施例中,所述3-羥基丙酸和所述六氯環三磷腈混合包括:提供3-羥基丙酸分散液和六氯環三磷腈分散液,所述3-羥基丙酸分散液中包括所述3-羥基丙酸和第一溶劑,所述六氯環三磷腈分散液中包括所述六氯環三磷腈和第二溶劑;將所述3-羥基丙酸分散液和所述六氯環三磷腈分散液混合;其中,
18、所述第一溶劑、所述第二溶劑各自獨立選自乙酸乙酯、四氫呋喃、氯苯、二乙二醇單丁醚、三甲氧基丁醇、三乙二醇單丁醚、二乙二醇二甲醚、二甲基亞砜、丙酮、苯乙酮、n,n-二甲基甲酰胺、吡咯中的一種或多種;和/或
19、所述3-羥基丙酸分散液中,所述3-羥基丙酸的摩爾濃度為5mol/l~10mol/l;和/或
20、所述六氯環三磷腈分散液中,所述六氯環三磷腈的摩爾濃度為0.5mol/l~3mol/l;和/或
21、所述3-羥基丙酸分散液中還包括縛酸劑;所述縛酸劑選自三乙胺、吡啶中的一種或多種;所述3-羥基丙酸分散液中,所述3-羥基丙酸和所述縛酸劑的摩爾比為(5~10):(5~10);和/或
22、所述3-羥基丙酸和所述六氯環三磷腈的摩爾比為(5~10):(0.5~3);和/或
23、所述3-羥基丙酸和所述六氯環三磷腈反應的溫度為25℃~40℃,反應的時間為2h~5h。
24、可選地,在本申請的一些實施例中,所述阻燃交聯劑的制備方法包括:
25、提供2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和琥珀半醛;
26、將所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和所述琥珀半醛混合,反應,得到抗紫外交聯劑。
27、可選地,在本申請的一些實施例中,所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和所述琥珀半醛混合包括:提供2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪分散液,所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪分散液中包括所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和第三溶劑;將所述琥珀半醛和所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪分散液混合;其中,
28、所述第三溶劑選自苯、甲苯、氯仿、四氯化碳、二氯甲烷、二甲醚、四乙二醇二甲醚、正辛烷、異辛烷、正己烷、環己烷、乙酸乙酯中的一種或多種;和/或
29、所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪分散液中,所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪的摩爾濃度為0.3mol/l~0.6mol/l;和/或
30、所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和所述琥珀半醛的摩爾比為(0.3~0.6):(1~2);和/或
31、所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和所述琥珀半醛反應的溫度為30℃~60℃,反應的時間為4h~8h。
32、可選地,在本申請的一些實施例中,所述雙酚f環氧樹脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑的質量比為(15~20):(2~4):(2.5~6.5):(2~3);和/或
33、所述雙酚f環氧樹脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑的混合還包括加入催化劑;所述催化劑包括n-甲基咪唑;所述雙酚f環氧樹脂和所述催化劑的質量比為(15~20):(0.8~1);和/或
34、所述雙酚f環氧樹脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑反應的溫度為100℃~160℃,反應的時間為4h~8h。
35、相應地,本申請實施例還提供一種涂塑鋼管,所述涂塑鋼管包括防腐涂層,所述防腐涂層的材料包括上述任一項所述的復合材料,或者包括上述任一項制備方法制備得到的復合材料。
36、本申請提供的防腐環氧樹脂基復合材料,采用具有多官能度羧基的阻燃劑和抗紫外劑用以固化環氧樹脂,環氧基團與阻燃交聯劑、抗紫外劑中的羧基發生開環反應形成酯基,通過促進環氧網絡內部的動態酯交換實現環氧樹脂的增韌及可回收再加工,制備出的環氧樹脂基復合材料具有優異的力學性能、阻燃性能、耐候性能。
1.一種防腐環氧樹脂基復合材料,其特征在于,包括雙酚f環氧樹脂、戊二酸、阻燃交聯劑和抗紫外交聯劑;其中,所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑中含有羧基;
2.根據權利要求1所述的復合材料,其特征在于,所述防腐環氧樹脂基復合材料中,所述雙酚f環氧樹脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯劑和所述抗紫外交聯劑的質量比為(15~20):(2~4):(2.5~6.5):(2~3)。
3.根據權利要求1所述的復合材料,其特征在于,所述防腐環氧樹脂基復合材料中還包括催化劑;其中,
4.一種防腐環氧樹脂基復合材料的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
5.根據權利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述阻燃交聯劑的制備方法包括:
6.根據權利要求5所述的制備方法,其特征在于,所述3-羥基丙酸和所述六氯環三磷腈混合包括:提供3-羥基丙酸分散液和六氯環三磷腈分散液,所述3-羥基丙酸分散液中包括所述3-羥基丙酸和第一溶劑,所述六氯環三磷腈分散液中包括所述六氯環三磷腈和第二溶劑;將所述3-羥基丙酸分散液和所述六氯環三磷腈分散液混合;其中,
7.根據權利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述阻燃交聯劑的制備方法包括:
8.根據權利要求7所述的制備方法,其特征在于,所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和所述琥珀半醛混合包括:提供2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪分散液,所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪分散液中包括所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪和第三溶劑;將所述琥珀半醛和所述2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪分散液混合;其中,
9.根據權利要求4所述的制備方法,其特征在于,
10.一種涂塑鋼管,其特征在于,所述涂塑鋼管包括防腐涂層,所述防腐涂層的材料包括如權利要求1~3任一項所述的復合材料,或者包括如權利要求4~9任一項制備方法制備得到的復合材料。