專利名稱：一種接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)涂料作為金屬材料最有效、最經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用最普遍的防腐方法，是金屬基材防腐蝕的基礎(chǔ)。僅我國每年就要生產(chǎn)100萬噸以上的有機(jī)涂料來防護(hù)金屬，其中一半以上是環(huán)氧樹脂基涂料。因此本專利選擇在蒙脫土納米片層上接枝環(huán)氧樹脂，以提高蒙脫土填料的應(yīng)用范圍。近年來，蒙脫土填料成為涂料研究領(lǐng)域里的熱點(diǎn)之一，蒙脫土為天然層狀結(jié)構(gòu)， 每層的尺寸大約是1納米厚，幾百個(gè)納米見方。蒙脫土作為納米鱗片型填料有巨大的比表面積，能在涂層中重疊、平鋪、定向排列，形成致密防護(hù)層，當(dāng)腐蝕性介質(zhì)透過防腐涂層向金屬基材滲透時(shí)，必然受到一層層蒙脫土納米片層的阻礙，從而高效阻隔腐蝕介質(zhì)在涂層中的傳輸速率，并顯著提高防腐涂層的機(jī)械強(qiáng)韌性。但是蒙脫土納米片層的天然結(jié)構(gòu)必須經(jīng)過剝離后，才能在涂層形成致密防護(hù)層。 而且無機(jī)蒙脫土與涂料中有機(jī)樹脂間的相容性極差，配制成涂料后蒙脫土很容易沉淀析出，并且涂料固化過程中易發(fā)生蒙脫土的團(tuán)聚現(xiàn)象，誘使固化后的漆膜內(nèi)產(chǎn)生大量的缺陷和空隙，導(dǎo)致防腐涂層的耐腐蝕效率下降、使役壽命縮短。蒙脫土需經(jīng)過有機(jī)化處理實(shí)現(xiàn)其納米片層的剝離，并改善它和涂料樹脂間的相容性，目前蒙脫土的有機(jī)化試劑主要采用無活性官能團(tuán)的有機(jī)季胺鹽，季胺鹽與蒙脫土形成離子鍵合后，僅在蒙脫土片層表面引入烷基分子鏈，一方面烷基的分子量較低不能充分剝離蒙脫土的天然片層結(jié)構(gòu)，另一方面烷基分子無反應(yīng)活性，無法與涂料中的樹脂、固化劑形成化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，而且烷基分子與涂料樹脂間的化學(xué)結(jié)構(gòu)差異仍較大，因此有機(jī)蒙脫土與涂料樹脂間的相容性也不好，易在涂料固化過程中產(chǎn)生填料團(tuán)聚等問題，致使固化后涂層的缺陷和空隙增加。因此，充分剝離蒙脫土納米片層的天然結(jié)構(gòu)，并改善無機(jī)蒙脫土與涂料樹脂間的相容性成為制備蒙脫土防腐涂料的關(guān)鍵技術(shù)。人們期望獲得一種技術(shù)效果更好的接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法，該方法解決蒙脫土納米片層結(jié)構(gòu)的剝離，以及防腐涂料樹脂與蒙脫土納米片層間界面相容性差的問題， 該填料可顯著提高防腐涂層的耐蝕效果和使用壽命。本發(fā)明一種接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法，其特征在于所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料使用如下相對(duì)質(zhì)量份數(shù)的原料制成蒙脫土 100，有機(jī)胺1_45，質(zhì)子化劑與有機(jī)胺等摩爾當(dāng)量，環(huán)氧樹脂0. 5-300，分散劑100-10000，溶劑10-5000 ；
所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料及其制備方法如下所使用的原料包括蒙脫土與其表面接枝的季銨鹽和環(huán)氧樹脂；制備過程滿足下述要求選擇帶有活性官能團(tuán)的有機(jī)胺，對(duì)有機(jī)胺進(jìn)行質(zhì)子化處理制備季銨鹽，季銨鹽和蒙脫土在分散介質(zhì)中于80°C反應(yīng)2-4小時(shí)，獲得有機(jī)化蒙脫土 ；
將過量的環(huán)氧樹脂加入有機(jī)蒙脫土中，可加入溶劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的粘度，在15 140°C 溫度范圍內(nèi)反應(yīng)1- 小時(shí)，在蒙脫土納米片層表面引入環(huán)氧樹脂分子，控制環(huán)氧樹脂/有機(jī)蒙脫土的投料比，讓環(huán)氧樹脂分子上的一個(gè)環(huán)氧基團(tuán)與有機(jī)蒙脫土上的活性官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，保留其余的環(huán)氧基團(tuán)；
利用反應(yīng)的放熱焓和體積膨脹效應(yīng)驅(qū)使蒙脫土納米片層剝離；洗去未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，得到接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料。
所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法中，對(duì)各原料的要求優(yōu)選滿足如下要求之
一或其組合
1)蒙脫土還滿足下述要求單位晶胞由兩層硅氧四面體中間夾帶一層鋁氧八面體組成，蒙脫土層內(nèi)表面帶有負(fù)電荷，層間是可交換的陽離子，具體為Na+、Mg2+、Ca2+ ；要求將蒙脫土與有機(jī)季銨鹽交換，使有機(jī)季銨鹽以離子鍵的形式結(jié)合到蒙脫土片層間，制備得到有機(jī)蒙脫土 ；蒙脫土的陽離子交換容量(CEC)要求為80-160meq/100g ；
2)有機(jī)季銨鹽滿足下述要求有機(jī)季銨鹽分子為帶有活性官能團(tuán)的有機(jī)胺經(jīng)過與有機(jī)胺等摩爾當(dāng)量的質(zhì)子化劑反應(yīng)后生成的季銨鹽；季銨鹽分子中至少含有一個(gè)或一個(gè)以上的活性官能團(tuán)，活性官能團(tuán)是羥基、羧基、伯氨基、仲氨基中的一種或它們間的任意組合；
3)質(zhì)子化劑滿足下述要求質(zhì)子化劑在水溶液中形成氫離子的摩爾當(dāng)量與帶活性官能團(tuán)的有機(jī)胺分子的摩爾量相等；質(zhì)子化劑具體是鹽酸、硫酸、磺酸或甲酸；
4)環(huán)氧樹脂滿足下述要求環(huán)氧樹脂的分子上含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)；
5)分散劑滿足下述要求分散介質(zhì)具體是下述幾種之一水、丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、N，N-二甲基甲酰胺；
6)溶劑滿足下述要求溶劑具體是下述幾種之一丙酮、甲苯、二甲苯。
所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法還滿足下述要求 在蒙脫土表面引入季胺鹽制備有機(jī)蒙脫土的反應(yīng)，加入環(huán)氧樹脂，在油浴或是電加熱反應(yīng)器中，環(huán)氧樹脂與有機(jī)蒙脫土納米片層上的作為活性官能團(tuán)的羥基、羧基、伯氨基、仲氨基的某種組合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；
所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料優(yōu)選使用如下相對(duì)質(zhì)量份數(shù)的原料制成蒙脫土 100，有機(jī)胺20-40，質(zhì)子化劑與有機(jī)胺等摩爾當(dāng)量，環(huán)氧樹脂50-200，分散劑 300-5000，溶劑:100-500。
您如果想保護(hù)接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料，應(yīng)該直接寫明成品的含量構(gòu)成，而不能只是通過寫明其原料構(gòu)成來保護(hù)成品(不合要求)
本發(fā)明所涉及的接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料及其制備方法，通過帶有活性官能團(tuán)季銨鹽的化學(xué)橋接技術(shù)，在蒙脫土納米片層表面化學(xué)接枝環(huán)氧樹脂分子，并有效剝離蒙脫土天然片層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制備接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料。該填料易與防腐涂料樹脂互溶和潤濕，并在涂料固化過程中與樹脂、固化劑形成化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而極大地消除防腐涂層內(nèi)蒙脫土和樹脂間的缺陷和孔隙。特別是本發(fā)明研制的填料是納米級(jí)鱗片型結(jié)構(gòu)，能在防腐涂層中形成致密防護(hù)層，顯著提高防腐涂層的耐腐蝕效果和使用壽命。本發(fā)明提出了簡便的合成工藝，選取廣泛易得的原料，制備這樣一種接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料。經(jīng)透射電鏡和XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)，蒙脫土的天然片層結(jié)構(gòu)已消失，表明蒙脫土納米片層的剝離比較充分。該填料與防腐涂料樹脂(例如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂)的相容性良好好，無需機(jī)械研磨處理，簡單攪拌即可與樹脂或固化劑均勻混合，并且儲(chǔ)存過程中不會(huì)發(fā)生析出或沉淀現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)添加本填料后，所得防腐涂料的固化收縮率可降低2倍左右，極大地消除了涂料固化過程中，因體積收縮過大造成的引力開裂和微觀缺陷問題，涂料固化后吸水率可降低30%左右，涂層的強(qiáng)度可提高30%左右，抗沖擊能力可提高 35%左右，涂層的耐鹽霧時(shí)間可提高50%左右。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將陽離子交換容量為90meq/100g蒙脫土 100克加入到4升去離子水中，于80°C強(qiáng)力攪拌4小時(shí)，得到穩(wěn)定的蒙脫土懸浮液。取33克四乙烯五胺加入到600毫升去離子水中， 滴入和四乙烯五胺等摩爾當(dāng)量的鹽酸攪拌30分鐘，制備季胺鹽，此時(shí)季胺鹽分子上的一個(gè)氨基已發(fā)生季胺化反應(yīng)，而其余氨基仍然保留。將季胺鹽溶液滴入加熱至80°C的蒙脫土懸浮液中，于80°C強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，冷卻至室溫，過濾，之后用去離子水反復(fù)洗滌，直至用硝酸銀溶液檢測(cè)不到氯離子為止。樣品放置在室溫下干燥72小時(shí)，繼續(xù)在真空烘箱內(nèi)60°C烘干 48小時(shí)，以便除去殘余水分。干燥后的樣品研磨后過80目的篩子，得到四乙烯五胺的季銨鹽改性蒙脫土。將上述四乙烯五胺的季銨鹽改性蒙脫土加入到盛有180克環(huán)氧樹脂E51和 100毫升的甲苯的反應(yīng)器內(nèi)，于60°C反應(yīng)2小時(shí)，升溫至120°C繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)。用甲苯反復(fù)洗滌，除去未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，將甲苯蒸出，獲得接枝環(huán)氧樹脂E51的蒙脫土填料。將接枝環(huán)氧樹脂E51的蒙脫土填料、環(huán)氧樹脂(E-44)、聚酰胺(650)、二甲苯、正丁醇配成涂料涂裝于金屬試片表面，于室溫下固化兩周。以相同質(zhì)量的市售有機(jī)蒙脫土添加到相同配方的涂料內(nèi)做對(duì)比。經(jīng)透射電鏡和XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)，蒙脫土的天然片結(jié)構(gòu)已消失。所得防腐涂料的固化收縮率可降低2. 5倍，涂層的吸水率可降低35%，涂層的強(qiáng)度可提高38%， 抗沖擊能力可提高觀％，涂層的耐鹽霧時(shí)間可提高60%。實(shí)施例2
將陽離子交換容量為lOOmeq/lOOg蒙脫土 100克加入到3. 5升乙醇中，于80°C強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，得到穩(wěn)定的蒙脫土懸浮液。取35克二氨基二苯甲烷加入到500毫升去離子水中，滴入和二氨基二苯甲烷等摩爾當(dāng)量的硫酸于80°C攪拌30分鐘，制備季胺鹽，此時(shí)季胺鹽分子上的一個(gè)氨基已發(fā)生季胺化反應(yīng)，而另一個(gè)氨基仍然保留。將季胺鹽溶液滴入加熱至80°C的蒙脫土懸浮液中，于80°C強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，冷卻至室溫，過濾，之后用去離子水反復(fù)洗滌，直至用硝酸銀溶液檢測(cè)不到氯離子為止。樣品放置在室溫下干燥72小時(shí)，繼續(xù)在真空烘箱內(nèi)60°C烘干48小時(shí)，以便除去殘余水分。干燥后的樣品研磨后過100目的篩子， 得到二氨基二苯甲烷的季銨鹽改性蒙脫土。將上述二氨基二苯甲烷的季銨鹽改性蒙脫土加入到盛有100克環(huán)氧樹脂E44和500毫升丙酮的反應(yīng)器內(nèi)，在室溫下反應(yīng)18小時(shí)，升溫至丙酮回流條件下反應(yīng)6小時(shí)。用丙酮反復(fù)洗滌，除去未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，將丙酮蒸出，獲得接枝環(huán)氧樹脂E44的蒙脫土填料。將接枝環(huán)氧樹脂E44的蒙脫土填料、環(huán)氧樹脂(E-44)、聚酰胺(650)、二甲苯、正丁醇配成涂料涂裝于金屬試片表面，于室溫下固化兩周。以相同質(zhì)量的市售有機(jī)蒙脫土添加到相同配方的涂料內(nèi)做對(duì)比。經(jīng)透射電鏡和XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)，蒙脫土的天然片結(jié)構(gòu)已消失。所得防腐涂料的固化收縮率可降低2. 3倍，涂層的吸水率可降低33%，涂層的強(qiáng)度可提高35%， 抗沖擊能力可提高30%，涂層的耐鹽霧時(shí)間可提高65%。實(shí)施例3
將陽離子交換容量為85meq/100g蒙脫土 100克加入到1升異丙醇中，于80°C強(qiáng)力攪拌 2小時(shí)，得到穩(wěn)定的蒙脫土懸浮液。取觀克6-氨基己酸加入到600毫升去離子水中，滴入和6-氨基己酸等摩爾當(dāng)量的苯磺酸于80°C攪拌30分鐘，制備季胺鹽，此時(shí)季胺鹽分子上氨基已發(fā)生季胺化反應(yīng)，而另一個(gè)羧基仍然保留。將季胺鹽溶液滴入加熱至80°C的蒙脫土懸浮液中，于80°C強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，冷卻至室溫，過濾，之后用去離子水反復(fù)洗滌，直至用硝酸銀溶液檢測(cè)不到氯離子為止。樣品放置在室溫下干燥72小時(shí)，繼續(xù)在真空烘箱內(nèi)60°C 烘干48小時(shí)，以便除去殘余水分。干燥后的樣品研磨后過300目的篩子，得到6-氨基己酸的季銨鹽改性蒙脫土。將上述6-氨基己酸的季銨鹽改性蒙脫土加入到盛有80克環(huán)氧樹脂 E21和300毫升二甲苯的帶分水器的反應(yīng)器內(nèi)，讓二甲苯恒沸帶水直至無水分帶后停止反應(yīng)。用二甲苯反復(fù)洗滌，除去未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，將二甲苯蒸出，獲得接枝環(huán)氧樹脂E21的蒙脫土填料。將接枝環(huán)氧樹脂E21的蒙脫土填料、環(huán)氧樹脂(E-44)、聚酰胺(650)、二甲苯、正丁醇配成涂料涂裝于金屬試片表面，于室溫下固化兩周。以相同質(zhì)量的市售有機(jī)蒙脫土添加到相同配方的涂料內(nèi)做對(duì)比。經(jīng)透射電鏡和XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)，蒙脫土的天然片結(jié)構(gòu)已消失。所得防腐涂料的固化收縮率可降低3. 0倍，涂層的吸水率可降低33%，涂層的強(qiáng)度可提高32%， 抗沖擊能力可提高31%，涂層的耐鹽霧時(shí)間可提高55%。實(shí)施例4
將陽離子交換容量為SOmeq/lOOg蒙脫土 100克加入到3升N，N-二甲基甲酰胺中，于 80 ！強(qiáng)力攪拌3小時(shí)，得到穩(wěn)定的蒙脫土懸浮液。取25克間苯二甲胺加入到550毫升去離子水中，滴入和間苯二甲胺等摩爾當(dāng)量的甲酸于80°C攪拌30分鐘，制備季胺鹽，此時(shí)季胺鹽分子上一個(gè)氨基已發(fā)生季胺化反應(yīng)，而另一個(gè)氨基仍然保留。將季胺鹽溶液滴入加熱至80°C的蒙脫土懸浮液中，于80°C強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，冷卻至室溫，過濾，之后用去離子水反復(fù)洗滌，直至用硝酸銀溶液檢測(cè)不到氯離子為止。樣品放置在室溫下干燥72小時(shí)，繼續(xù)在真空烘箱內(nèi)60°C烘干48小時(shí)，以便除去殘余水分。干燥后的樣品研磨后過80目的篩子， 得到間苯二甲胺的季銨鹽改性蒙脫土。將上述間苯二甲胺的季銨鹽改性蒙脫土加入到盛有 200克環(huán)氧樹脂E12和300毫升丙酮的反應(yīng)器內(nèi)，于丙酮回流條件下反應(yīng)6小時(shí)。用丙酮反復(fù)洗滌，除去未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，將丙酮蒸出，獲得接枝環(huán)氧樹脂E12的蒙脫土填料。將接枝環(huán)氧樹脂E12的蒙脫土填料、環(huán)氧樹脂(E-44)、聚酰胺(650)、二甲苯、正丁醇配成涂料涂裝于金屬試片表面，于室溫下固化兩周。以相同質(zhì)量的市售有機(jī)蒙脫土添加到相同配方的涂料內(nèi)做對(duì)比。經(jīng)透射電鏡和XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)，蒙脫土的天然片結(jié)構(gòu)已消失。所得防腐涂料的固化收縮率可降低2. 8倍，涂層的吸水率可降低35%，涂層的強(qiáng)度可提高36%，抗沖擊能力可提高35%，涂層的耐鹽霧時(shí)間可提高50%。實(shí)施例5
將陽離子交換容量為120meq/100g蒙脫土 100克加入到2. 5升去離子水中，于80 V強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，得到穩(wěn)定的蒙脫土懸浮液。取30克對(duì)氨基苯甲酸加入到450毫升去離子水中，滴入和對(duì)氨基苯甲酸等摩爾當(dāng)量的鹽酸攪拌30分鐘，制備季胺鹽，此時(shí)季胺鹽分子上的氨基已發(fā)生季胺化反應(yīng)，而另一個(gè)羧基仍然保留。將季胺鹽溶液滴入加熱至80°C的蒙脫土懸浮液中，于80°C強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，冷卻至室溫，過濾，之后用去離子水反復(fù)洗滌，直至用硝酸銀溶液檢測(cè)不到氯離子為止。樣品放置在室溫下干燥72小時(shí)，繼續(xù)在真空烘箱內(nèi)60°C 烘干48小時(shí)，以便除去殘余水分。干燥后的樣品研磨后過150目的篩子，得到對(duì)氨基苯甲酸的季銨鹽改性蒙脫土。將上述對(duì)氨基苯甲酸的季銨鹽改性蒙脫土加入到盛有80克環(huán)氧樹脂E51和300毫升甲苯的帶分水器的反應(yīng)器內(nèi)，讓甲苯恒沸帶水直至無水分帶后停止反應(yīng)。用甲苯反復(fù)洗滌，除去未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，將甲苯蒸出，獲得接枝環(huán)氧樹脂E51的蒙脫土填料。將接枝環(huán)氧樹脂E51的蒙脫土填料、環(huán)氧樹脂(E-44)、聚酰胺(650)、二甲苯、正丁醇配成涂料涂裝于金屬試片表面，于室溫下固化兩周。以相同質(zhì)量的市售有機(jī)蒙脫土添加到相同配方的涂料內(nèi)做對(duì)比。經(jīng)透射電鏡和XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)，蒙脫土的天然片結(jié)構(gòu)已消失。所得防腐涂料的固化收縮率可降低2. 8倍，涂層的吸水率可降低32%，涂層的強(qiáng)度可提高31%， 抗沖擊能力可提高30%，涂層的耐鹽霧時(shí)間可提高50%。實(shí)施例6
將陽離子交換容量為85meq/100g蒙脫土 100克加入到5升去離子水中，于80 V強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，得到穩(wěn)定的蒙脫土懸浮液。取20克對(duì)氨基苯酚加入到300毫升去離子水中， 滴入和對(duì)氨基苯酚等摩爾當(dāng)量的鹽酸攪拌30分鐘，制備季胺鹽，此時(shí)季胺鹽分子上的氨基已發(fā)生季胺化反應(yīng)，而另一個(gè)羥基仍然保留。將季胺鹽溶液滴入加熱至80°C的蒙脫土懸浮液中，于80°C強(qiáng)力攪拌2小時(shí)，冷卻至室溫，過濾，之后用去離子水反復(fù)洗滌，直至用硝酸銀溶液檢測(cè)不到氯離子為止。樣品放置在室溫下干燥72小時(shí)，繼續(xù)在真空烘箱內(nèi)60°C烘干 48小時(shí)，以便除去殘余水分。干燥后的樣品研磨后過80目的篩子，得到對(duì)氨基苯酚的季銨鹽改性蒙脫土。將上述對(duì)氨基苯酚的季銨鹽改性蒙脫土加入到盛有50克環(huán)氧樹脂E44和 400毫升甲苯的帶分水器的反應(yīng)器內(nèi)，讓甲苯恒沸帶水直至無水分帶后停止反應(yīng)。用甲苯反復(fù)洗滌，除去未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，將甲苯蒸出，獲得接枝環(huán)氧樹脂E44的蒙脫土填料。將接枝環(huán)氧樹脂E44的蒙脫土填料、環(huán)氧樹脂(E-44)、聚酰胺(650)、二甲苯、正丁醇配成涂料涂裝于金屬試片表面，于室溫下固化兩周。以相同質(zhì)量的市售有機(jī)蒙脫土添加到相同配方的涂料內(nèi)做對(duì)比。經(jīng)透射電鏡和XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)，蒙脫土的天然片結(jié)構(gòu)已消失。所得防腐涂料的固化收縮率可降低2. 9倍，涂層的吸水率可降低35%，涂層的強(qiáng)度可提高33%， 抗沖擊能力可提高30%，涂層的耐鹽霧時(shí)間可提高58%。
另外，以上所述，僅是本發(fā)明較佳可行的實(shí)施例而已，不能以此局限本發(fā)明之權(quán)利范圍，所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料不僅可以用于有機(jī)防腐涂料，還可應(yīng)用于其它有機(jī)涂料。因此，依本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)思路做出其它各種相應(yīng)的改變和變形，仍屬本發(fā)明所涵蓋的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法，其特征在于所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料使用如下相對(duì)質(zhì)量份數(shù)的原料制成蒙脫土 100，有機(jī)胺1_45，質(zhì)子化劑與有機(jī)胺等摩爾當(dāng)量，環(huán)氧樹脂0. 5-300，分散劑100-10000，溶劑10-5000 ；所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料及其制備方法如下首先制備有機(jī)化蒙脫土 ；然后將環(huán)氧樹脂加入有機(jī)蒙脫土中，加入溶劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的粘度，在15 140°C溫度范圍內(nèi)反應(yīng)I-M小時(shí)，在蒙脫土納米片層表面引入環(huán)氧樹脂分子，讓環(huán)氧樹脂分子上的一個(gè)環(huán)氧基團(tuán)與有機(jī)蒙脫土上的活性官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，保留其余的環(huán)氧基團(tuán)；利用反應(yīng)的放熱焓和體積膨脹效應(yīng)驅(qū)使蒙脫土納米片層剝離；洗去未反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，得到接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料。
2.按照權(quán)利要求1所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法，其特征在于所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法中，制備有機(jī)蒙脫土的要求是選擇帶有活性官能團(tuán)的有機(jī)胺，對(duì)有機(jī)胺進(jìn)行質(zhì)子化處理制備季銨鹽，季銨鹽和蒙脫土在分散介質(zhì)中于80°C反應(yīng)2-4小時(shí)，獲得有機(jī)化蒙脫土 ；過濾，之后用去離子水反復(fù)洗滌蒙脫土，直至用硝酸銀溶液檢測(cè)不到氯離子為止；樣品放置在室溫下干燥72小時(shí)，繼續(xù)在真空烘箱內(nèi)60°C烘干48小時(shí)，以便除去殘余水分；干燥后的樣品研磨后過80-300目的篩子，得到含活性官能團(tuán)的有機(jī)蒙脫土。
3.按照權(quán)利要求2所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法，其特征在于所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法中，對(duì)各原料的要求滿足如下要求之一或其組合1)蒙脫土還滿足下述要求單位晶胞由兩層硅氧四面體中間夾帶一層鋁氧八面體組成，蒙脫土層內(nèi)表面帶有負(fù)電荷，層間是可交換的陽離子，具體為Na+、Mg2+、Ca2+ ；要求將蒙脫土與有機(jī)季銨鹽交換，使有機(jī)季銨鹽以離子鍵的形式結(jié)合到蒙脫土片層間，制備得到有機(jī)蒙脫土 ；蒙脫土的陽離子交換容量(CEC)要求為80-160meq/100g ；2)有機(jī)季銨鹽滿足下述要求有機(jī)季銨鹽分子為帶有活性官能團(tuán)的有機(jī)胺經(jīng)過與有機(jī)胺等摩爾當(dāng)量的質(zhì)子化劑反應(yīng)后生成的季銨鹽；季銨鹽分子中至少含有一個(gè)或一個(gè)以上的活性官能團(tuán)，活性官能團(tuán)是羥基、羧基、伯氨基、仲氨基中的一種或它們間的任意組合；3)質(zhì)子化劑滿足下述要求質(zhì)子化劑在水溶液中形成氫離子的摩爾當(dāng)量與帶活性官能團(tuán)的有機(jī)胺分子的摩爾量相等；質(zhì)子化劑具體是鹽酸、硫酸、磺酸或甲酸；4)環(huán)氧樹脂滿足下述要求環(huán)氧樹脂的分子上含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)；5)分散劑滿足下述要求分散介質(zhì)具體是下述幾種之一水、丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、N，N-二甲基甲酰胺；6)溶劑滿足下述要求溶劑具體是下述幾種之一丙酮、甲苯、二甲苯。
4.按照權(quán)利要求2所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法，其特征在于所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法滿足下述要求在蒙脫土表面引入季胺鹽制備有機(jī)蒙脫土的反應(yīng)，加入環(huán)氧樹脂，在油浴或是電加熱反應(yīng)器中，環(huán)氧樹脂與有機(jī)蒙脫土納米片層上的作為活性官能團(tuán)的羥基、羧基、伯氨基、仲氨基的某種組合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
5.按照權(quán)利要求3所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法，其特征在于所述接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料使用如下相對(duì)質(zhì)量份數(shù)的原料制成蒙脫土 100，有機(jī)胺20-40，質(zhì)子化劑與有機(jī)胺等摩爾當(dāng)量，環(huán)氧樹脂50-200，分散劑300-5000，溶劑 100-500。
全文摘要
一種接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料的制備方法，原料構(gòu)成為蒙脫土100，有機(jī)胺1-45，質(zhì)子化劑與有機(jī)胺等摩爾當(dāng)量，環(huán)氧樹脂0.5-300，分散劑100-10000，溶劑10-5000；制備方法如下首先制備有機(jī)化蒙脫土；然后將環(huán)氧樹脂加入有機(jī)蒙脫土中，加入溶劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的粘度，在15~140℃溫度范圍內(nèi)反應(yīng)1-24小時(shí)，在蒙脫土納米片層表面引入環(huán)氧樹脂分子，保留其余的環(huán)氧基團(tuán)；驅(qū)使蒙脫土納米片層剝離，得到接枝環(huán)氧樹脂的蒙脫土填料。本發(fā)明所述填料缺陷和孔隙少，能在防腐涂層中形成致密防護(hù)層，顯著提高防腐涂層的耐腐蝕效果和使用壽命。
文檔編號(hào)C09D5/08GK102532954SQ20101058027
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者吳航, 朱圣龍, 李瑛 , 王福會(huì) 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所