本發明涉及高分子材料,尤其涉及一種涂料及其制備方法與應用、涂覆制品。
背景技術:
1、環氧樹脂是一種重要的熱固性樹脂,具有良好的綜合性能,包括優異的機械性能、電氣絕緣性能、耐化學性和附著力,這也使其在涂料、膠黏劑、電子器件封裝、航空航天、微電子材料等領域得到廣泛的應用。
2、相關技術中,環氧樹脂涂料是由環氧樹脂、固化劑、增韌劑、促進劑、稀釋劑、填充劑、穩定劑、偶聯劑等添加劑組成的液態或固態涂料。其中,環氧樹脂及固化劑是必不可少的組分。環氧樹脂涂料也憑借良好的綜合性能和廣泛的適用性,在眾多涂料中脫穎而出。然而,使用傳統固化劑固化的環氧樹脂涂料,交聯網絡結構中耐熱剛性基團單一,其熱穩定性、化學穩定性和抗磨損以及其他性能越來越難以滿足其在高溫高濕、腐蝕磨損等復雜嚴苛極端環境中的使用要求。
3、因此,提供一種能在高溫高濕、腐蝕磨損、化學腐蝕等復雜嚴苛極端環境下應用,高溫穩定性好、化學穩定性好且具有良好黏附力的涂層材料成為迫切需要解決的問題。
技術實現思路
1、本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此,本發明提出一種涂料及其制備方法與應用、涂覆制品,旨在解決目前傳統固化劑固化的環氧樹脂涂料難以滿足濕熱、化學腐蝕等復雜嚴苛極端環境應用需求的問題。
2、本發明第一方面的實施例,提供了一種涂料,按重量份計,所述涂料的原料組分包括:環氧樹脂組合物70~240份、酚醛樹脂組合物10~100份;
3、其中,所述環氧樹脂組合物包括雙酚a型環氧樹脂20~100份、酚醛環氧樹脂10~40份、超支化環氧樹脂40~100份;
4、所述酚醛樹脂組合物選自酸性條件縮聚酚醛樹脂。
5、根據本發明第一方面實施例的涂料,至少具有如下有益效果:本發明提供的涂料,利用酸性條件下縮聚的酚醛樹脂組合物對環氧樹脂進行固化,可顯著提高涂料的高溫穩定性、化學穩定性、耐磨損能力且具有良好黏附力。酸性條件縮聚酚醛樹脂在縮聚過程中,酚和醛之間形成大量亞甲基交聯橋,使得酚醛樹脂有較高的交聯密度,賦予其優異的高溫穩定性和化學穩定性,且酚醛樹脂含有大量芳香雜環,雜環之間形成互相共軛結構,進一步增強了酚醛樹脂的耐熱性和耐化學腐蝕性。利用上述酚醛樹脂組合物固化環氧樹脂,能夠使環氧基發生開環反應,在環氧樹脂長鏈上引入交聯密度大的酚醛側基和大量芳香剛性雜環,極大提高了樹脂在高溫環境下的熱穩定性;另一方面,長鏈上各苯環形成整體共軛結構,進一步提高樹脂熱穩定性和化學穩定性。除此之外,本發明涂料組分中,環氧樹脂由雙酚a型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、超支化環氧樹脂通過合理配比得到,可以增加樹脂交聯度從而提升樹脂的熱穩定性。而且,涂料組分中,環氧樹脂由雙酚a型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、超支化環氧樹脂通過合理配比得到,可以增加樹脂交聯度從而提升樹脂的熱穩定性。最終,本發明提出了一種具有優異的高溫穩定性、化學穩定性、耐磨損且具有良好黏附力的酚醛樹脂固化的環氧樹脂涂料,利用酚醛樹脂組合物對環氧樹脂進行固化,可顯著提高涂料的高溫穩定性、化學穩定性,上述涂料形成的涂層,具有致密度高、粘結性好、耐高溫濕熱腐蝕的特點,可滿足高溫高濕、化學腐蝕等復雜嚴苛極端環境應用需求。
6、在本發明的一些實施方式中,按重量份計,所述涂料的原料組分包括:環氧樹脂組合物105~170份、酚醛樹脂組合物30~50份。
7、在本發明的一些實施方式中,所述酚醛樹脂組合物選自2123酚醛樹脂、2130酚醛樹脂、2402酚醛樹脂和6216酚醛樹脂中的至少一種。
8、在本發明的一些實施方式中,按重量份計,所述環氧樹脂組合物包括雙酚a型環氧樹脂50~85份、酚醛環氧樹脂15~35份和超支化環氧樹脂40~50份。
9、在本發明的一些實施方式中,所述雙酚a型環氧樹脂選自e51環氧樹脂、e44環氧樹脂、e20環氧樹脂和e12環氧樹脂中的至少一種。
10、在本發明的一些實施方式中,所述酚醛環氧樹脂選自f51環氧樹脂和npcn-704環氧樹脂中的至少一種。
11、在本發明的一些實施方式中,所述超支化環氧樹脂選自afg-90環氧樹脂、afg-90h環氧樹脂、ag-80環氧樹脂、ag-70環氧樹脂、ag-601環氧樹脂和ag-602環氧樹脂中的至少一種。
12、在本發明的一些實施方式中,按重量份計,所述涂料的原料組分還包括:填料0.1~100份。
13、在本發明的一些實施方式中,所述填料選自磷酸硅、有機硅橡膠、炭黑、鐵粉、活性炭、石英砂、二氧化硅、云母、聚硫橡膠、氮化硼、碳酸鈣、硅酸鈣、安息香、mxene、倍半硅氧烷、玻璃微球、二氧化鈦、石墨、碳納米管、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鈉、氯化鈷、氧化鐵、氧化亞鐵、氧化鈷、氧化鋁、氧化鎳、三聚磷酸鈉、云母氧化鐵、磷酸鋁、玻璃鱗片、磷酸鋅和磷酸鈣中的至少一種。
14、本發明第二方面的實施例,提供了一種如上所述的涂料的制備方法,包括步驟:將原料按照重量組分混合后加熱固化并磨篩,制得環氧樹脂熔結粉末。
15、根據本發明第二方面實施例的制備方法,至少具有如下有益效果:本發明提供的涂料的制備方法,工藝簡單,反應條件溫和,易于操作,生產效率高,適合大規模生產應用。
16、在本發明的一些實施方式中,所述加熱固化的過程為:升溫至80~280℃,固化15~60min。
17、在本發明的一些實施方式中,所述加熱固化的過程為梯度升溫固化,所述梯度升溫固化包括兩個階段:升溫至100~230℃固化15~30min,之后升溫至230~280℃固化15~30min。
18、本發明第三方面的實施例,提供了如上所述的涂料或者如上所述的制備方法制備得到的涂料在金屬基材涂覆中的應用。
19、根據本發明第三方面實施例的應用,至少具有如下有益效果:本發明將得到的涂料應用于金屬基材涂覆,形成的涂層具有致密度高、粘結性好、耐高溫濕熱腐蝕的特點,可滿足高溫高濕、化學腐蝕等復雜嚴苛極端環境應用需求。
20、在本發明的一些實施方式中,所述金屬基材包括金屬單質、金屬合金。
21、本發明第四方面的實施例,提供了一種防腐涂層,將如上所述的涂料或者如上所述的制備方法制備得到的涂料均勻涂覆在金屬基材表面,固化后得到所述防腐涂層。
22、根據本發明第四方面實施例的防腐涂層,至少具有如下有益效果:本發明將上述涂料涂覆于金屬基材,形成的涂層具有致密度高、粘結性好、耐高溫濕熱腐蝕的特點,可滿足高溫高濕、化學腐蝕等復雜嚴苛極端環境應用需求。
23、本發明第五方面的實施例,提供了一種涂覆制品,包括金屬基材和涂覆于所述金屬基材上的如上所述的涂料或者如上所述的制備方法制備得到的涂料。
24、在本發明的一些實施方式中,所述金屬基材包括金屬單質、金屬合金。
25、本發明第六方面的實施例,提供了如上所述的涂料或者如上所述的防腐涂層在家電制造、航空航天、微電子材料領域中的應用。
26、本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。