酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，它包括以下重量份的原料：酚醛環氧樹脂20～30份、膨脹石墨10～15份、碳納米管5～10份、羥丙基甲基纖維素0.5～3份、玻璃粉8～14份、滑石粉5～10份、高嶺土粉18～22份、硅灰石粉10～15份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯1～5份和水20～30份。本發明還提供一種上述酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料的制備方法。本發明提供的上述酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料中的各組分之間相互配合，優勢互補，使得該涂料保持良好附著力的前提下，具有優異的防腐、防輻射、阻燃、耐受高溫、防龜裂、防腐、耐冷熱交變性、儲存穩定性等特性。
【專利說明】
酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于涂料技術領域，特別是涉及一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 防輻射材料已成為當今材料學科的一大課題，隨著各種高輻射設備的出現和廣泛 應用，防輻射材料的研究已引起了人們的普遍關注。2011年3月11日的日本大地震所引發的 福島核電站危機，也引發了人們對核輻射的擔憂;而人們生活中各種輻射源存在，也迫使人 們對防輻射材料的重視;輻射已被世界衛生組織列為繼水源、大氣、噪音之后的第四大環境 污染源，成為危害人類健康的隱形"殺手"，防護輻射已成為當務之急。
[0003] 目前，防輻射涂料大多采用的是在涂料組分中加入重金屬或稀有金屬粉末及其氧 化物，尤其是含Ba、Pb、U、Lu等金屬化合物，或者采用復合鍍層，但必然也帶來施工困難，附 著力不夠，同時功能不夠等缺陷，因而防輻射涂料也只應用在一些特殊行業和特殊領域，而 在人們的生活等領域中應用較少。
[0004]因此開發兼具其他的附加性能的防輻射涂料成為當務之急;具有其他附加性能的 防輻射涂料既能滿足涂料的基本功能，又擴寬其應用領域，也符合涂料多功能、多領域發展 的要求。

【發明內容】

[0005] 有鑒于此，確有必要提供一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料及其制備方法，以 克服上述問題。
[0006] 本發明提供一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其包括以下重量份的原料:酚 醛環氧樹脂20~30份、膨脹石墨10~15份、碳納米管5~10份、羥丙基甲基纖維素0.5~3份、 玻璃粉8~14份、滑石粉5~10份、高嶺土粉18~22份、硅灰石粉10~15份、丙烯酸雙環戊烯 基氧乙基酯1~5份和水20~30份。
[0007] 其中，所述高嶺土粉優選為煅燒高嶺土。所述硅灰石粉的粒度優選為325目的較細 粒級和10 Ml的微細級。
[0008] 基于上述，它包括以下重量份的原料：酚醛環氧樹脂23~27份、膨脹石墨12~14 份、碳納米管7~9份、羥丙基甲基纖維素1~2份、玻璃粉10~12份、滑石粉7~9份、高嶺土粉 19~21份、硅灰石粉11~14份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2~3份和水23~27份。
[0009] 基于上述，它包括以下重量份的原料:酚醛環氧樹脂25份、膨脹石墨13份、碳納米 管8份、羥丙基甲基纖維素1.5份、玻璃粉11份、滑石粉8份、高嶺土粉20份、硅灰石粉13份、丙 烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2份和水25份。
[0010] 本發明還提供一種上述酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料的制備方法，其包括以下 步驟： 在40~80°C的條件下，將酚醛環氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶液； 將玻璃粉、滑石粉、硅灰石粉和高嶺土粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30~ 40分鐘，得到第二混合溶液； 將碳納米管、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所述第二混 合溶液中，并在40~80°C的條件下超聲攪拌1~2小時，制得所述酚醛環氧樹脂多功能防輻 射涂料。
[0011] 在上述酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，膨脹石墨不僅保留了天然石墨的耐高 溫、耐腐蝕、耐輻射、導電性等優良性質，而且還具有柔軟性、回彈性、自粘性、不滲透性、吸 附性和低密度等特性。碳納米管是粒徑在10~50 nm的一種一維材料，具有優良的導熱導電 以及電子屏蔽等性能。鈦白粉的直徑在100納米以下，產品外觀為白色疏松粉末;具有抗線、 抗菌、自潔凈、抗老化、耐候性等性能。膨脹石墨和碳納米管消化配合使得所述環保型耐高 溫防輻射涂料具有阻燃、防輻射等功能。羥丙基甲基纖維素主要起到分散劑的作用，此外還 具有耐鹽性低灰粉、pH穩定性、保水性、尺寸穩定性、優良的成膜性、以及廣泛的耐酶性、增 稠性和粘結性等特點。丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯作為成膜助劑可以在成膜的環境下自動 進行聚合與交聯，成為漆膜的組成一部分，能夠彌補成膜過程中體積收縮較大、漆膜易開裂 的問題。
[0012] 玻璃粉、滑石粉、硅灰石粉、珍珠巖和高嶺土粉主要用作上述酚醛環氧樹脂多功能 防輻射涂料的填充物。玻璃粉為白色粉末，具有透明度好、硬度高、粒徑分布均勻、分散性好 等優點，而且漆膜不帶藍光、重涂性好，提高漆膜的抗刮傷性能，具有消光作用，可提高漆膜 的耐候性。滑石粉線膨脹系數很大，接近所述酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料的刷涂基材 的膨脹系數，但其體積膨脹稀釋很小，因此滑石粉的添加可以改變涂料的線膨脹系數，提高 涂料的冷熱交變性能和高溫下的防龜裂性能，同時可減緩涂料儲存時的沉降，并可防止涂 膜流掛，提高涂膜的耐水性、耐磨性。高嶺土粉能提高涂料的不透明性、涂膜的牢固性、耐洗 刷性和抗粉化性。硅灰石粉在涂料中主要起遮蓋、增量作用，可以降低漆的成本，同時還具 有防腐、防鎊、使白漆保持長久明殼的色調等功能。
[0013] 因此，本發明提供的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料中的各組分之間相互配合， 優勢互補，使得該涂料保持良好附著力和環保性能的前提下，具有優異的防腐、防輻射、阻 燃、耐受高溫、防龜裂、耐冷熱交變性、儲存穩定性等特性，在石油石化、冶金、電力、國防等 特殊領域應用前景廣闊。本發明提供的上述酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料的制備方法操 作簡便，容易實現。
【具體實施方式】
[0014] 下面通過【具體實施方式】，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0015] 實施例1 本發明實施例1提供一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其包括以下重量份的原料： 酚醛環氧樹脂20份、膨脹石墨10份、碳納米管5份、羥丙基甲基纖維素0.5份、玻璃粉8份、滑 石粉5份、高嶺土粉18份、硅灰石粉10份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯1份和水20份，其中，該 實施例中的各原料均為工業級。
[0016] 制備方法:在40°C的條件下，將酚醛環氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、滑石粉、硅灰石粉和高嶺土粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分 散30分鐘，得到第二混合溶液;將碳納米管、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基 酯分別加入到所述第二混合溶液中，并在40°C的條件下超聲攪拌1小時，制得本實施例所述 的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料。
[0017] 實施例2 本發明實施例2提供一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其包括以下重量份的原料： 酚醛環氧樹脂23份、膨脹石墨12份、碳納米管7份、羥丙基甲基纖維素1份、玻璃粉10份、滑石 粉7份、高嶺土粉19份、硅灰石粉11份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2份和水23份，其中，該實 施例中的各原料均為工業級。
[0018]制備方法:在50°C的條件下，將酚醛環氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、滑石粉、硅灰石粉和高嶺土粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分 散30分鐘，得到第二混合溶液;將碳納米管、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基 酯分別加入到所述第二混合溶液中，并在50°C的條件下超聲攪拌1.5小時，制得本實施例所 述的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料。
[0019] 實施例3 本發明實施例3提供一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其包括以下重量份的原料： 酚醛環氧樹脂25份、膨脹石墨13份、碳納米管8份、羥丙基甲基纖維素1.5份、玻璃粉11份、滑 石粉8份、高嶺土粉20份、硅灰石粉13份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2份和水25份，其中，該 實施例中的各原料均為工業級。
[0020] 制備方法:在60°C的條件下，將酚醛環氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、高嶺土粉、硅灰石粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分 散35分鐘，得到第二混合溶液;將碳納米管、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基 酯分別加入到所述第二混合溶液中，并在60°C的條件下超聲攪拌1.5小時，制得本實施例所 述的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料。
[0021] 實施例4 本發明實施例4提供一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其包括以下重量份的原料： 酚醛環氧樹脂27份、膨脹石墨14份、碳納米管9份、羥丙基甲基纖維素2份、玻璃粉12份、滑石 粉9份、高嶺土粉21份、硅灰石粉14份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯3份和水27份，其中，該實 施例中的各原料均為工業級。
[0022]制備方法:在70°C的條件下，將酚醛環氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、硅灰石粉、高嶺土粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分 散40分鐘，得到第二混合溶液;將碳納米管、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基 酯分別加入到所述第二混合溶液中，并在70°C的條件下超聲攪拌2小時，制得本實施例所述 的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料。
[0023] 實施例5 本發明實施例5提供一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其包括以下重量份的原料： 酚醛環氧樹脂30份、膨脹石墨15份、碳納米管10份、羥丙基甲基纖維素3份、玻璃粉14份、滑 石粉10份、高嶺土粉22份、硅灰石粉15份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯5份和水30份，其中， 該實施例中的各原料均為工業級。
[0024]制備方法:在80°C的條件下，將酚醛環氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一 混合溶液;將玻璃粉、硅灰石粉、高嶺土粉和滑石粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分 散35分鐘，得到第二混合溶液;將碳納米管、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基 酯分別加入到所述第二混合溶液中，并在80°C的條件下超聲攪拌2小時，制得本實施例所述 的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料。
[0025]將實施例1至實施例5所提供的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料涂覆在表面清潔、 干燥的薄鋼板上，然后在室溫下放置24小時固化后進行相關性能的測試。其中，該測試中使 用的薄鋼板為平整、無壓痕和麻點等機械缺陷，尺寸為50\120\1臟(按國標681735-79)， 且經過除油、除銹處理，保證該薄鋼板表面清潔、干燥。
[0026] 儲存穩定性、附著力（按國標GB1720-89)、沖擊強度(按國標GB/T1732-1993)、干燥 時間（按國標GB1728-1979)等均按照相關國家標準進行檢驗。
[0027] 耐腐蝕性測試:將樣板放入鹽霧機，用5%的氯化鈉溶液做噴霧試驗，觀察樣板是否 鼓泡、生銹（按國標GB/T1771 -91)。
[0028] 通過以上的測試方法，實施例1至實施例5試驗結果如下表所示： 測試結果表
因此，本發明實施例提供的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料在常溫固化、漆膜基材附 著力、防龜裂、耐腐蝕性，存儲性等均表現突出，是一種很好的防腐涂料；同時，珍珠巖協同 膨脹石墨、碳納米管使得上述涂料還具有防輻射、阻燃等功能。該涂料的生產相對簡單，節 約能源。其在石油石化、冶金、電力、國防等特殊領域應用前景廣闊。
[0029]最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡 管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然 可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換;而不脫離本發 明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。
【主權項】
1. 一種酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其特征在于，它包括以下重量份的原料:酚醛 環氧樹脂20~30份、膨脹石墨10~15份、碳納米管5~10份、羥丙基甲基纖維素0.5~3份、玻 璃粉8~14份、滑石粉5~10份、高嶺土粉18~22份、硅灰石粉10~15份、丙烯酸雙環戊烯基 氧乙基酯1~5份和水20~30份。2. 根據權利要求1所述的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其特征在于，它包括以下重 量份的原料:酚醛環氧樹脂23~27份、膨脹石墨12~14份、碳納米管7~9份、羥丙基甲基纖 維素1~2份、玻璃粉10~12份、滑石粉7~9份、高嶺土粉19~21份、硅灰石粉11~14份、丙烯 酸雙環戊烯基氧乙基酯2~3份和水23~27份。3. 根據權利要求2所述的所述的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料，其特征在于，它包括 以下重量份的原料:酚醛環氧樹脂25份、膨脹石墨13份、碳納米管8份、羥丙基甲基纖維素 1.5份、玻璃粉11份、滑石粉8份、高嶺土粉20份、硅灰石粉13份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯 2份和水25份。4. 一種權利要求1~3任一項所述的酚醛環氧樹脂多功能防輻射涂料的制備方法，其包 括以下步驟： 在40~80°C的條件下，將酚醛環氧樹脂、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶液； 將玻璃粉、滑石粉、高嶺土粉和硅灰石粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30~ 40分鐘，得到第二混合溶液； 將碳納米管、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所述第二混 合溶液中，并在40~80°C的條件下超聲攪拌1~2小時，制得所述酚醛環氧樹脂多功能防輻 射涂料。
【文檔編號】C09D4/06GK105820629SQ201610267798
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】陳會鴿, 常嵐, 王雙嶺, 任鳳娟, 高德峰, 牛彥鵬, 劉漢貴
【申請人】黃河科技學院