【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料制备和涂料，具体涉及一种芳香二胺环氧树脂固化剂、防腐蚀涂料及其制备方法与涂装工艺。
技术介绍
1、目前，常用的腐蚀防护方法主要有金属改性、缓蚀剂法、电化学保护法以及涂层法。其中，涂层法作为一种最经济、简便和有效的防腐手段，它被应用和研究的最为广泛。环氧防腐涂料具有附着力强、耐冲击性高、收缩率低、抗渗透性较好、固化物性能稳定、电绝缘性好、耐磨性优良和价格低廉等优点，因此被广泛应用于建筑、交通运输、石油化工、机械、电子和航空航天等领域，其占据了商用防腐涂料中最高的市场份额(35.01％)。然而，环氧固化物具有较强的内应力、较高的交联密度和脆性，其内部易形成微裂纹和空洞而导致抗腐蚀性介质的渗透性降低，同时抗冲击性、耐热性、耐酸碱和耐候性不足也大大削弱了环氧树脂涂料的防腐能力。
2、防腐涂料主要由成膜物、填料、溶剂和助剂组成，其中成膜物对防腐涂料的性能具有至关重要的作用。环氧涂料的成膜物为环氧树脂与固化剂发生交联反应形成的三维网状聚合物，其性能可以通过调整环氧树脂或固化剂分子来改善。与环氧树脂相比，固化剂品种多样数量繁多，每一种新型固化剂的诞生都可以开发出一系列新的环氧树脂材料，有利于解决实际问题和开辟新的用途。固化剂的开发将是今后环氧树脂涂料研发的重要方向。
3、有机胺类化合物是最常用的环氧树脂固化剂，其主要包括脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂。相比于脂肪胺和脂环胺固化剂，芳香胺固化环氧树脂能够赋予环氧固化物更好的耐热性和强度。然而，商用芳香胺固化剂(如4,4-二氨基二苯砜)的分
技术实现思路
1、基于此，本专利技术针对当前商用芳香胺固化剂存在的不足以及兼顾商业生产和应用问题，提供了一种具有长分子链的柔性芳香胺环氧固化剂及其制备方法，以及使用该固化剂作为主要成分的环氧树脂防腐涂料及制备方法。这种芳香胺的柔性分子结构和较低的氨基含量能够改变环氧固化物的结构并适当降低交联密度，增强环氧固化物的韧性和机械性能，进而使制备的防腐涂料具有更好的防腐性能。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术在第一方面提供一种芳香二胺环氧树脂固化剂，包括式(ⅰ)所示结构：
4、
5、其中a为a1～a7所示结构中一种；
6、
7、b为b1～b4所示结构的一种：
8、
9、本专利技术在第二方面提供一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，在成盐剂作用下，将芳香二酚单体、芳香二卤化物单体和对羟基苯胺单体在极性非质子溶剂中进行亲核取代反应，得到芳香二胺分子。
10、进一步地，所述的芳香二酚单体为r1～r7所示结构中的一种。
11、
12、进一步地，所述的芳香二卤化物为y1～y4所示结构中的一种，其中x为卤素，优选为f或cl：
13、
14、进一步地，芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法包括两种方案：
15、方案a：
16、在惰性气体环境下，将芳香二酚单体、芳香二卤化物单体、成盐剂、极性非质子溶剂和带水剂加入到装有机械搅拌装置、温度计、带水器、冷凝管的反应器中，反应体系加热至120～150℃，回流并继续搅拌3～6h，去除带水剂，升温至150～220℃，反应6～10h，降温至50～110℃，向体系加入定量的对羟基苯胺和甲苯，反应体系重新加热至120-150℃，回流并继续搅拌3～6h，去除带水剂，升温至150～220℃，反应6～10h，降温至50～110℃，出料于冰水中得到产物，产物用蒸馏水和乙醇分别洗涤3～8次，烘干后得到单体粉末；
17、方案b：
18、在惰性气体环境下，将芳香二酚单体、芳香二卤化物单体、对羟基苯胺、成盐剂及极性非质子溶剂加入到在装有机械搅拌装置、温度计、带水器、冷凝管的反应器中，反应体系加热至130～150℃，回流并继续搅拌3～6h，去除带水剂，升温至150～220℃，反应6～10h，降温至50～110℃，出料于冰水中得到产物。得到的产物用蒸馏水和乙醇分别洗涤3～8次，烘干后得到单体粉末。
19、进一步地，芳香二酚单体、芳香二卤化物单体、对羟基苯胺与成盐剂的摩尔比为(0.95-1.05):(1.90-2.20):(1.90-2.20)：(1.00-2.20)。
20、进一步地，所述的成盐剂为碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、碳酸铯、碳酸氢钾、碳酸氢钠中的一种或几种；
21、进一步地，所述极性非质子溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、二苯砜和环丁砜中的一种或几种；所述带水剂为甲苯和环己烷中的一种。
22、进一步地，两种方案中极性非质子溶剂的使用量均为所有单体总质量的1.5～9倍，带水剂的加入量均为溶剂体积的20～60％。
23、本专利技术第三方面提供一种芳香二胺环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，采用上述芳香二胺环氧树脂固化剂与环氧树脂制备而成。
24、本专利技术第四方面提供一种芳香二胺环氧树脂防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步骤：称取环氧树脂、芳香二胺固化剂、稀释剂和填料，利用砂磨机在2000-5000r/min转速下分散研磨0.5～6h制得环氧树脂防腐蚀涂料。
25、进一步地，所述环氧树脂、芳香二胺固化剂、填料和稀释剂的质量比为(7-58)：(1-40)：(5-15)：(30-70)；
26、进一步地，所述的环氧树脂为酚醛环氧树脂(f-44、f-48、f-50、f-51)、双酚a环氧树脂(e03、e06、e12、e20、e44、e51)、双酚f环氧树脂、4,4'-二氨基二苯甲烷环氧树脂(ag-80)、双酚s型环氧树脂(dgebs))的一种或几种；
27、进一步地，所述的填料为炭黑、铁黑、铁红、云母氧化铁、猛黑、三氧化二铬、二氧化钛、片层状珠光粉、有机膨润土、蒙脱土、气相二氧化硅中的一种或几种；
28、进一步地，所述的稀释剂是n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、甲苯、丙酮、丁酮、环己酮、正丁醇中的一种或几种。
29、本专利技术在第五方面提供一种芳香二胺/环氧树脂防腐涂料的涂装工艺，该方法为：通过加入稀释剂调节涂料的粘度(涂4杯50～70s)，利用空气喷枪和空气压缩机将粘度适宜的涂料喷涂到经过喷砂处理的金属底材上，在80～100℃条本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种芳香二胺环氧树脂固化剂，其特征在于，包括式(Ⅰ)所示结构：
2.一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，在成盐剂作用下，将芳香二酚单体、芳香二卤化物单体和对羟基苯胺单体在极性非质子溶剂中进行亲核取代反应，得到芳香二胺分子。
3.根据权利要求2所述的一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，所述的芳香二酚单体为R1～R7所示结构中的一种；
4.根据权利要求2所述的一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，制备方法包括两种方案：
5.根据权利要求2所述的一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，芳香二酚单体、芳香二卤化物单体、对羟基苯胺与成盐剂的摩尔比为(0.95-1.05)：(1.90-2.20)：(1.90-2.20)：(1.00-2.20)。
6.根据权利要求4所述的一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，在所述两种方案中，所述的成盐剂为碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、碳酸铯、碳酸氢钾、碳酸氢钠中的一种或几种；
7.一种芳香二胺环氧树脂防腐蚀涂料，其特征在于，采用
8.一种芳香二胺环氧树脂防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取环氧树脂、芳香二胺固化剂、稀释剂和填料，利用砂磨机在2000～5000r/min转速下分散研磨0.5～6h制得环氧树脂防腐蚀涂料。
9.根据权利要求8所述的一种芳香二胺环氧树脂防腐蚀涂料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂、芳香二胺固化剂、填料和稀释剂的质量比为(7-58)：(1-40)：(5-15)：(30-70)；
10.一种芳香二胺环氧树脂防腐蚀涂料的涂装方法，其特征在于，包括以下步骤：通过加入稀释剂调节涂料的粘度，利用空气喷枪和空气压缩机将涂料喷涂到经过喷砂处理的金属底材上，在80～100℃条件下烘干0.2～1h，升温至150～180℃固化2～6h，最后获得防腐蚀涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种芳香二胺环氧树脂固化剂，其特征在于，包括式(ⅰ)所示结构：
2.一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，在成盐剂作用下，将芳香二酚单体、芳香二卤化物单体和对羟基苯胺单体在极性非质子溶剂中进行亲核取代反应，得到芳香二胺分子。
3.根据权利要求2所述的一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，所述的芳香二酚单体为r1～r7所示结构中的一种；
4.根据权利要求2所述的一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，制备方法包括两种方案：
5.根据权利要求2所述的一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，芳香二酚单体、芳香二卤化物单体、对羟基苯胺与成盐剂的摩尔比为(0.95-1.05)：(1.90-2.20)：(1.90-2.20)：(1.00-2.20)。
6.根据权利要求4所述的一种芳香二胺环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，在所述两种方案中，所述的成盐剂为碳酸钾、碳...
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