本發(fā)明涉及一種改性醇酸樹脂水性涂料，尤其涉及到具有高硬度、耐磨、防腐、防靜電的一種石墨烯改性硅醇酸樹脂水性功能涂料，屬于水性功能涂料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：涂料是日常生產(chǎn)保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺的材料，被廣泛應(yīng)用于建筑物、各類五金件、工業(yè)制品的裝飾以及機(jī)械、車輛、船舶、飛機(jī)、儀表等領(lǐng)域。醇酸樹脂涂料具有原料價廉易得、涂膜附著力好、光亮、豐滿度好、對顏料潤濕性好等優(yōu)點(diǎn)，且具有良好的施工性，在傳統(tǒng)涂料領(lǐng)域中一直扮演著重要角色。但醇酸涂料存在涂膜的干燥緩慢、硬度低、耐水性差、戶外耐候性差等明顯的缺點(diǎn)。中國專利號CN104744678A公開了一種一種醇酸樹脂及其制備方法，該發(fā)明提供的中長油度的醇酸樹脂和短油度的醇酸樹脂不但硬度高、柔韌性好、耐水性、耐化學(xué)性好，而且涂刷性與漆膜的附著性好，油漆干燥較快，性能有了較大提升，但其對耐腐蝕以及防靜電問題無法有效解決。中國專利號CN103881075A公開了一種改性醇酸樹脂，該本發(fā)明工藝制備的改性醇酸樹脂干燥速度增快、硬度較大、耐水性好、戶外耐候性好、并有較強(qiáng)的耐酸性，但其無法有效解決防靜電等問題。隨著科技水平的不斷進(jìn)步和人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，對涂料的環(huán)保要求越來越高，不含或少含揮發(fā)性有機(jī)物體系己成為新的發(fā)展方向，與溶劑型涂料相比，水性涂料中沒有或很少含有可揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)。其具有安全環(huán)保、成本低、施工靈活等多重優(yōu)點(diǎn)。水性醇酸樹脂涂料以植物油類脂肪酸為主要原料，以水為溶劑，其被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。因此，開發(fā)一種環(huán)境友好型的、耐磨性好、防腐、抗靜電功能水性醇酸樹脂涂料尤其必要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：由于醇酸樹脂分子結(jié)構(gòu)多樣，特別是其中含羥基、羧基、雙鍵等反應(yīng)性基團(tuán)，可以通過化學(xué)方法引入其它具有某些功能性的分子，對醇酸樹脂進(jìn)行改性，以提高其綜合性能。由于有機(jī)硅分子中的Si-O鍵鍵能大，使得有機(jī)硅涂料具有優(yōu)異的耐高溫、耐熱性、電絕緣性、耐大氣腐蝕性等特性，因此將有機(jī)硅引入醇酸樹脂涂料中可以顯著提高醇酸樹脂涂料的耐候性和耐熱性能。Si-O鍵的極性很大，可起到屏蔽作用，提高氧化穩(wěn)定性，Si原子上的羥基氧化后，生成交聯(lián)度更高的Si-O-Si鍵，能夠防止主鏈的斷裂降解。石墨稀是一種由單層sp2雜化碳原子組成的二維片狀材料，其特殊的結(jié)構(gòu)決定了它具有奇特的電學(xué)性能、良好的力學(xué)性能、優(yōu)異的物理機(jī)械性能以及氣體阻隔性能，石墨經(jīng)由強(qiáng)氧化劑氧化后可以制備成氧化石墨，氧化石墨片層含有大量的含氧極性基團(tuán)，如羥基、羧基、環(huán)氧基等，具有較高的比表面積。近年來以氧化石墨烯制備的納米復(fù)合材料表現(xiàn)出非常優(yōu)越的性能，越來越受到人們的重視。本發(fā)明結(jié)合醇酸樹脂的優(yōu)點(diǎn)，在其樹脂分子中引入硅元素和石墨烯對其進(jìn)行改性，由于有機(jī)硅分子中的Si-O鍵鍵能大，能有效提高醇酸樹脂的硬度以及耐磨性。而石墨烯具有良好的導(dǎo)電性能，彌補(bǔ)了醇酸樹脂抗靜電性能的缺點(diǎn)，同時也可以提高其防腐性能，增強(qiáng)了水性涂料的功能。為解決所述的上述問題，本發(fā)明在醇酸樹脂中分子結(jié)構(gòu)上引入有機(jī)硅以及石墨烯對其改性，改性后的醇酸樹脂具有良好的耐候性、防腐蝕、防靜電和良好的導(dǎo)電性能等性能，改善了醇酸涂料性能的不足；同時也可以提高醇酸樹脂的耐磨性和硬度等問題。本發(fā)明的目的旨在提供一種石墨烯改性硅醇酸樹脂水性功能涂料。本發(fā)明還提供一種水性功能涂料用石墨烯改性水性硅醇酸樹脂的制備方法。為了解決上面所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：本發(fā)明涉及一種石墨烯改性硅醇酸樹脂水性功能涂料，按重量百分比計(jì)，其組成為：石墨烯改性水性硅醇酸樹脂68.0～82.0份、丙二醇單丁醚3.5～8.0份、增稠流平劑0.5～1.5份、去離子水8.0～20.0份、分散劑0.5～1.5份、成膜助劑1.0～10份、消泡劑0.5～1.0份、潤濕劑0.2～0.8份。本發(fā)明所述的石墨烯改性水性硅醇酸樹脂，基于申請的發(fā)明專利“一種石墨烯改性水性硅醇酸樹脂”，主要由植物油類脂肪酸、有機(jī)酸酐、多元醇、多元酸、有機(jī)硅、二羥甲基丙酸、多異氰酸酯、石墨烯、中和劑和去離子水組成。所述的石墨烯改性水性硅醇酸樹脂，其特征在于：按重量百分比計(jì)，其組成為：植物油脂肪酸4.0～8.0份、有機(jī)酸酐2.0～4.0份、多元酸3.0～6.0份、多元醇4.0～12.0份、二甲苯3.0～8.0份、苯甲酸1.0～4.0份、二羥甲基丙酸2.0～5.0份、丙酮2.0～6.0份、有機(jī)硅3.0～8.0份、石墨烯1.5～5.0份、多異氰酸酯4.0～10.0份、中和劑1.5～4.0份、二月桂酸二丁基錫0.02～0.08份、去離子水40.0～65.0份。所述的有機(jī)硅單體為羥基封端的聚二甲基硅氧烷、羥烴基封端的聚二甲基硅氧烷和羥基聚醚封端的聚二甲基硅氧烷中的一種或幾種的組合。所述的有機(jī)酸酐為苯酐、乙酸酐、馬來酸酐中的一種或幾種的組合。所述的多元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、二縮二乙二醇、一縮二丙二醇、三羥甲基丙烷、甘油、三羥甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一種或幾種的組合。所述的多元酸為鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、已二酸、癸二酸中的一種或幾種的組合。所述的石墨烯為含羥基的氧化石墨烯，由Hummers法、Staudemaier法、電化學(xué)法或Brodie法制備；進(jìn)一步地，為Hummers法制備的氧化石墨烯。所述的植物油脂肪酸為精制亞麻油、大豆油、蓖麻油、妥爾油、椰子油、菜籽油中的一種或幾種的組合。所述的中和劑為三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的一種或幾種的組合。所述的多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯TDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI、六亞甲基二異氰酸酯HDI、苯二亞甲基二異氰酸酯XDI、環(huán)己烷二亞甲基二異氰酸酯H6XDI、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯TMXDI中的一種或幾種的組合。本發(fā)明制得的一種石墨烯改性硅醇酸樹脂水性功能涂料，具有良好的附著力、抗污性、耐水性、交聯(lián)密度高、耐腐蝕、耐堿性、耐磨性、高硬度、導(dǎo)電性能好、抗靜電效果優(yōu)良等特點(diǎn)，廣泛用于海洋領(lǐng)域、木器涂料、導(dǎo)電涂料、防靜電涂料、防腐涂料，其應(yīng)用潛力都非常巨大。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的石墨烯改性硅醇酸樹脂水性功能涂料做進(jìn)一步的描述。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。實(shí)施例1一種水性功能涂料用石墨烯改性水性硅醇酸樹脂，其制備工藝如下：a、將氧化石墨烯3.0份、有機(jī)硅4.0份、二羥甲基丙酸4.0份加入帶有溫度計(jì)、冷凝管、攪拌器的四口反應(yīng)器中，在攪拌下，于60～70℃勻速滴加六亞甲基二異氰酸酯8.0份，滴加時間為1h，然后繼續(xù)升溫至80℃，保溫反應(yīng)2h，即得到活性中間體A，待用；b、在裝有溫度計(jì)、冷凝管、分水器、攪拌器的四口反應(yīng)器中，按配方重量百分比，依次加入植物油脂肪酸6.0份、苯酐3.0份、一縮二丙二醇8.0份、鄰苯二甲酸3.5份、苯甲酸1.0份和二甲苯4.0份，加熱升溫至140℃，開慢速攪拌，1h后升溫至180℃，保溫約2h，當(dāng)出水很少時，繼續(xù)升溫至210～220℃，1h后測定其酸值，當(dāng)酸值達(dá)到理論設(shè)計(jì)值時，真空下蒸除溶劑；降溫至80℃，加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.03份，在攪拌下，勻速滴加活性中間體A，滴加完畢繼續(xù)反應(yīng)2h，加適量丙酮4.5份調(diào)節(jié)粘度，測定NCO含量，當(dāng)NCO含量接近理論設(shè)計(jì)值時，繼續(xù)攪拌將溫度降至40℃以下，緩慢滴加中和劑三乙胺3.0份，繼續(xù)攪拌反應(yīng)10-20min，加入配方量水47.97份，繼續(xù)攪拌，過濾，脫丙酮，得到石墨烯改性水性硅醇酸樹脂B。實(shí)施例2一種水性功能涂料用石墨烯改性水性硅醇酸樹脂，其制備工藝如下：a、將氧化石墨烯1.5份、有機(jī)硅8.0份、二羥甲基丙酸3.5份加入帶有溫度計(jì)、冷凝管、攪拌器的四口反應(yīng)器中，在攪拌下，于60～70℃勻速滴加甲苯二異氰酸酯4.0份，滴加時間為1h，然后繼續(xù)升溫至80℃，保溫反應(yīng)2h，即得到活性中間體C，待用；b、在裝有溫度計(jì)、冷凝管、分水器、攪拌器的四口反應(yīng)器中，按配方重量百分比，依次加入植物油脂肪酸8.0份、苯酐2.0份、新戊二醇4.0份、間苯二甲酸3.0份、苯甲酸1.0份和二甲苯3.0份，加熱升溫至140℃，開慢速攪拌，1h后升溫至180℃，保溫約2h，當(dāng)出水很少時，繼續(xù)升溫至210～220℃，1h后測定其酸值，當(dāng)酸值達(dá)到理論設(shè)計(jì)值時，真空下蒸除溶劑；降溫至80℃，加入催化劑二月桂酸二丁基錫0.02份，在攪拌下，勻速滴加活性中間體C，滴加完畢繼續(xù)反應(yīng)2h，加適量丙酮3.0份調(diào)節(jié)粘度，測定NCO含量，當(dāng)NCO含量接近理論設(shè)計(jì)值時，繼續(xù)攪拌將溫度降至40℃以下，緩慢滴加中和劑三乙胺2.6份，繼續(xù)攪拌反應(yīng)10-20min，加入配方量水56.38份，繼續(xù)攪拌，過濾，脫丙酮，得到石墨烯改性水性硅醇酸樹脂D。實(shí)施例3一種石墨烯改性硅醇酸樹脂水性功能涂料，按重量百分比，其組成為：石墨烯改性水性硅醇酸樹脂B78份、去離子水12.0份、增稠流平劑1.0份、分散劑0.8份、消泡劑0.6份、潤濕劑0.6份、丙二醇單丁醚4.5份、成膜助劑2.5份。實(shí)施例4一種石墨烯改性硅醇酸樹脂水性功能涂料，按重量百分比，其組成為：石墨烯改性水性硅醇酸樹脂D73份、去離子水11.0份、丙二醇單丁醚5.0份、成膜助劑8.0份、增稠流平劑1.2份、分散劑0.6份、消泡劑0.8份、潤濕劑0.4份。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對本發(fā)明的實(shí)施例與硅改性醇酸樹脂水性涂料進(jìn)行對比，檢測的性能指標(biāo)如表1所示。其中，干燥速度：按照GB1728的規(guī)定進(jìn)行檢測；附著力：按照GB/T1720-1988的規(guī)定，使用劃格法進(jìn)行測試；硬度：按照GB/T6739-2006色漆和清鉛筆法測定漆膜硬度；耐水性：按照GB/T1733-93的規(guī)定進(jìn)行檢測；表面電阻率：按照SJ/T11294—2003的規(guī)定進(jìn)行檢測。表1：本發(fā)明的實(shí)施例與氟改性醇酸樹脂水性涂料性能對比檢測項(xiàng)目實(shí)施例3實(shí)施例4硅改性醇酸樹脂涂料耐水性正常正常正常附著力0級0級0級表干≤1.0h≤1.0h1.5h實(shí)干≤10h≤10h16h硬度2H2HH表面電阻率0.1Ω/cm20.12Ω/cm22.25Ω/cm2耐磨性優(yōu)異優(yōu)異好防腐性優(yōu)異優(yōu)異好盡管本發(fā)明已作了詳細(xì)說明并引證了實(shí)施例，但對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，顯然可以按照上述說明而做出的各種方案、修改和改動，都應(yīng)該包括在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3