Page 213 - 《精细化工》2022年第9期
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第 9 期 戈成岳，等: MDI 和硅油改性环氧树脂的制备及其在富镁底漆中的应用 ·1931·
通过机械共混工艺配制的环氧-富镁底漆与原 众化工有限公司。
位聚合工艺（键合、浸涂）和电沉积工艺获得的富 自组装合成反应装置（500 mL 三口烧瓶+
镁涂层相比，制备方法简单、原料成本相对较低，且 D-7401-W 电动搅拌器+7492-24 回流油水分离器+氮
环保高效，施工工艺简单，被广泛地研究和改进 [1-2] 。 气通入+TC-15 电热套+控温，示意图如图 1 所示）；
镁的电位比铝合金低，环氧-富镁底漆类似于富锌底 JSF-400 高速分散机，上海现代环境工程技术有限公
漆对钢结构的保护机理，其可对铝合金提供有效的 司；Nicolet 380 傅里叶变换红外光谱仪，美国 Thermo
[3]
阴极保护 。 Scientific 公司；PL-GPC50 凝胶色谱仪，美国 Varian
而防腐性能优越的环氧树脂由于其交联网络结 公司；7890A-GC/5975C-MSD 气-质联用仪，美国
构特点，普遍存在漆膜固化后的脆性和应力开裂、 Agilent 公司；BGD880 盐雾实验箱，广州标格达实
耐冲击性差的缺点；且与锌粉不同的是镁粉的高比 验室用品有限公司；MV6000 金相显微镜，江南永
表面积和高吸油量会加重这些缺点，导致环氧-富镁 新光学有限公司；Ci4000 氙灯老化实验箱，美国
涂层韧性和强度降低、附着力降低、致密性下降等， Atlas 公司。
[4]
影响涂层整体防腐性能 。研究者 [5-6] 通常利用有机
硅上的活性端基（如羟基、氨基、烷氧基）与环氧
树脂中的环氧基、羟基进行共聚生成嵌段高聚物，
既解决了有机硅由于表面能低与环氧树脂相容性差
的问题，又引入了稳定和柔性的 Si—O—C 链。环
氧树脂改性后利用有机硅的低温柔韧性、憎水等优
点，解决了环氧树脂固化后交联密度高、内应力大
[7]
而引起的质脆、耐冲击和柔韧性较差的缺点 。而
单独使用有机硅产品对环氧树脂改性时，接枝/共聚
效率低，树脂功能提升改进单一，且残余的有机硅
组分往往对涂层综合性能造成不利影响。
本研究选用价廉易得的羟基硅油为有机硅改性
剂，利用二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）的高活性 图 1 合成反应装置示意图
和桥接作用在低温下通过分步反应和半连续滴加工 Fig. 1 Schematic digram of sythesis reactor
艺控制获得了有机硅改性的环氧树脂，合成工艺相
1.2 方法
对简单、反应条件温和、工艺条件操作窗口宽泛；此
1.2.1 预聚物的合成
改性树脂引入的低表面张力有机硅链段与高吸油量
在带有搅拌、冷凝和控温装置的 500 mL 三口
[7]
镁粉有良好的兼容性且具有较好的柔韧性和弹性 ，
烧瓶中，加入 100 g MDI，在 500 r/min 下搅拌，通
同时引入的聚氨酯功能基团提高了涂层的耐候性， 氮气，加热升温至 70 ℃，而后根据配比分别采用
[8]
满足树脂材料高性能化需求 。
一次加入、连续滴加和半连续滴加 3 种方式加入
1 实验部分 80~120 g 羟基硅油，制备异氰酸酯（NCO）基团封
端的 MDI-羟基硅油预聚物。
1.1 试剂与仪器 一次加入法：一次倾倒入羟基硅油，短时间内
环氧树脂（E-20），工业级，中国石化股份有 反应体系温度迅速上升，黏度急剧增大，停止加热，
限公司；双羟基硅油，工业级，枣阳金鹏石化股份 加入 15 g 环己酮并增大搅拌速率至 1200 r/min，而
有限公司；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），化学纯， 后在 70 ℃反应 2 h，降至室温出料。
南通艾德旺化工有限公司；200 目镁粉（中粒径： 连续滴加法：羟基硅油控速滴加，约 2 h 滴完，
20 μm），活性镁质量分数≥99.8%，唐山威豪镁粉 反应体系温度开始上升、黏度增大时停止加热，增
有限公司 ； γ- 缩水甘油 醚氧丙基 三 甲氧基硅 烷 大搅拌速率至 800 r/min，滴加完毕后在 70 ℃反应
（KH560），工业级，南京锘建新材料有限公司； 约 1 h，加入 10 g 环己酮稀释，降至室温出料。
固化剂（Ancamide221），工业级，空气化工产品有 半连续滴加法：首先倾倒入 1/3 量的羟基硅油，
限公司；MDI（聚合度 2.3），工业级，烟台万华化 体系温度上升、黏度增大时停止加热，增大搅拌速
学集团股份有限公司；气相 SiO 2 （R972），工业级， 率至 1000 r/min，控速滴加剩余 2/3 的羟基硅油，约
德固赛；有机膨润土（YZ-500），工业级，广州元 1.5 h 滴完，滴加完毕后在 70 ℃反应约 1 h，加入
