本申請(qǐng)涉及高分子材料，尤其涉及一種防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、環(huán)氧樹(shù)脂是一種高分子聚合物，具體是指分子中含有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的一類(lèi)聚合物的總稱(chēng)。環(huán)氧樹(shù)脂涂料是以環(huán)氧樹(shù)脂為基料配制的涂料，環(huán)氧樹(shù)脂涂料因具有優(yōu)異的粘接性能、耐腐蝕性、電絕緣性以及熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用作各種涂塑鋼管的防腐層。

2、然而，相關(guān)技術(shù)中，環(huán)氧樹(shù)脂通常采用胺固化，共價(jià)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在為環(huán)氧樹(shù)脂帶來(lái)高模量、高強(qiáng)度、高耐熱等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也束縛了其分子鏈運(yùn)動(dòng)，使得環(huán)氧樹(shù)脂的韌性較差，且固化成型后無(wú)法二次加工；另外，未改性環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能差，根據(jù)ul94測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為hb等級(jí)；交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的高密度苯環(huán)使得環(huán)氧樹(shù)脂的耐候性能差，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了環(huán)氧樹(shù)脂的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料及其制備方法、應(yīng)用。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料，包括雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、戊二酸、阻燃交聯(lián)劑和抗紫外交聯(lián)劑；其中，所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)劑中含有羧基；

3、所述阻燃交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式如下式所示：；

4、所述抗紫外交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式如下式所示：。

5、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料中，所述雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)劑的質(zhì)量比為（15~20）：（2~4）：（2.5~6.5）：（2~3）。

6、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)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(huán)氧樹(shù)脂和所述催化劑的質(zhì)量比為（15~20）：（0.8~1）。

9、相應(yīng)地，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

10、提供雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、戊二酸、阻燃交聯(lián)劑和抗紫外交聯(lián)劑；其中，所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)劑中含有羧基；

11、所述阻燃交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式如下式所示：；

12、所述抗紫外交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式如下式所示：；

13、將所述雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)劑混合，反應(yīng)，得到防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料。

14、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述阻燃交聯(lián)劑的制備方法包括：

15、提供3-羥基丙酸和六氯環(huán)三磷腈；

16、將所述3-羥基丙酸和所述六氯環(huán)三磷腈混合，反應(yīng)，得到阻燃交聯(lián)劑。

17、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述3-羥基丙酸和所述六氯環(huán)三磷腈混合包括：提供3-羥基丙酸分散液和六氯環(huán)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(huán)三磷腈分散液中包括所述六氯環(huán)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(huán)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(dú)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(huán)三磷腈分散液中，所述六氯環(huán)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(huán)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(huán)三磷腈反應(yīng)的溫度為25℃~40℃，反應(yīng)的時(shí)間為2h~5h。

24、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述阻燃交聯(lián)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(yīng)，得到抗紫外交聯(lián)劑。

27、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)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(huán)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(yīng)的溫度為30℃~60℃，反應(yīng)的時(shí)間為4h~8h。

32、可選地，在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，所述雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)劑的質(zhì)量比為（15~20）：（2~4）：（2.5~6.5）：（2~3）；和/或

33、所述雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)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(huán)氧樹(shù)脂和所述催化劑的質(zhì)量比為（15~20）：（0.8~1）；和/或

34、所述雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)劑反應(yīng)的溫度為100℃~160℃，反應(yīng)的時(shí)間為4h~8h。

35、相應(yīng)地，本申請(qǐng)實(shí)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(xiàng)所述的復(fù)合材料，或者包括上述任一項(xiàng)制備方法制備得到的復(fù)合材料。

36、本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆栏h(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)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(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧基團(tuán)與阻燃交聯(lián)劑、抗紫外劑中的羧基發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)形成酯基，通過(guò)促進(jìn)環(huán)氧網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)酯交換實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂的增韌及可回收再加工，制備出的環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、阻燃性能、耐候性能。

技術(shù)特征：

1.一種防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料，其特征在于，包括雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、戊二酸、阻燃交聯(lián)劑和抗紫外交聯(lián)劑；其中，所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)劑中含有羧基；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料中，所述雙酚f環(huán)氧樹(shù)脂、所述戊二酸、所述阻燃交聯(lián)劑和所述抗紫外交聯(lián)劑的質(zhì)量比為（15~20）：（2~4）：（2.5~6.5）：（2~3）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料中還包括催化劑；其中，

4.一種防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述阻燃交聯(lián)劑的制備方法包括：

6.根據(jù)權(quán)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(huán)三磷腈混合包括：提供3-羥基丙酸分散液和六氯環(huán)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(huán)三磷腈分散液中包括所述六氯環(huán)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(huán)三磷腈分散液混合；其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述阻燃交聯(lián)劑的制備方法包括：

8.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料，或者包括如權(quán)利要求4~9任一項(xiàng)制備方法制備得到的復(fù)合材料。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料及其制備方法、應(yīng)用，涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。防腐環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料包括雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂、戊二酸、阻燃交聯(lián)劑和抗紫外交聯(lián)劑；其中，阻燃交聯(lián)劑和抗紫外交聯(lián)劑中含有羧基；阻燃交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式如下式所示：；抗紫外交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式如下式所示：。本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆栏h(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、阻燃性能、耐候性能。

技術(shù)研發(fā)人員：張永林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川錦睿管業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21