一種水性防腐涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水性防腐涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，金屬及合金被廣泛應(yīng)用于人們的生活生產(chǎn)中。然而，金屬易受腐蝕性介質(zhì)的侵蝕而遭到破壞，從而造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失和安全隱患。因此，對(duì)金屬采取防腐蝕措施是十分必要的?，F(xiàn)如今，使用防腐涂料增強(qiáng)金屬的防腐性能，成為一種既經(jīng)濟(jì)又有效的方法。
[0003]近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性防腐涂料因具有V0C排放量小、快干等特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視。但是，傳統(tǒng)的水性防腐涂料具有阻隔性能差的缺點(diǎn)，從而影響其防腐性能。因此，人們通常引入納米無(wú)機(jī)粒子作為填料與水性防腐涂料復(fù)配來(lái)增強(qiáng)涂料的阻隔性能。然而，納米無(wú)機(jī)粒子在涂料基體中易團(tuán)聚、分散性差，在顆粒聚集處易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂和防護(hù)缺陷，從而大大影響防腐涂料的防腐效率。
[0004]為了克服納米無(wú)機(jī)填料在涂料基體中易團(tuán)聚、分散性差的問(wèn)題，本發(fā)明根據(jù)木質(zhì)素磺酸鹽的化學(xué)特性，通過(guò)Manni ch反應(yīng)在木質(zhì)素上引入氨基，并通過(guò)氫鍵作用改性納米無(wú)機(jī)填料，有效改善了納米無(wú)機(jī)填料在水性涂料中易團(tuán)聚、分散性差的問(wèn)題，同時(shí)，氨基的引入有利于環(huán)氧樹(shù)脂的開(kāi)環(huán)，增加涂料的交聯(lián)點(diǎn)，從而進(jìn)一步增加了水性涂料的防腐性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種制備過(guò)程簡(jiǎn)單、防腐性能優(yōu)良的水性防腐涂料及其制備方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種水性防腐涂料，由木質(zhì)素磺酸鹽改性無(wú)機(jī)納米填料、水性環(huán)氧樹(shù)脂、水性固化劑、水制成;所述木質(zhì)素磺酸鹽改性無(wú)機(jī)納米填料由改性后木質(zhì)素磺酸鹽及納米無(wú)機(jī)填料通過(guò)氫鍵結(jié)合制成。
[0007]本發(fā)明還提供一種水性防腐涂料的制備方法，包括以下步驟。
[0008]步驟1、取0.01?0.04mol的木質(zhì)素磺酸鹽、50?100ml蒸餾水放入潔凈的帶有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)的三口瓶中，攪拌5?lOmin后加入0.01?0.04mol的脂肪族多胺，在室溫下攪拌10?20min后，邊攪拌邊滴加33%?40%的甲醛溶液0.01?0.04mol，在40?60°C下攪拌反應(yīng)1.5?2.5h，得改性木質(zhì)素磺酸鹽。
[0009]步驟2、取8?10g的納米無(wú)機(jī)填料，超聲分散在100?150ml蒸餾水中；稱(chēng)取4?8g改性木質(zhì)素磺酸鹽加入到上述體系中，在常溫下攪拌20?24h，得木質(zhì)素磺酸鹽改性納米無(wú)機(jī)填料。
[0010]步驟3、按質(zhì)量份數(shù)取10?25份木質(zhì)素磺酸鹽改性納米無(wú)機(jī)填料及25?50份水性固化劑，加入到50?100份水和100?200份水性環(huán)氧樹(shù)脂的混合液中，在常溫下攪拌0.5?lh，即得水性防腐涂料。
[0011 ]所述步驟1中木質(zhì)素磺酸鹽、脂肪族多胺、甲醛的摩爾比為1:1:1。
[0012]所述木質(zhì)素磺酸鹽為木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣。
[0013]所述脂肪族多胺為乙二胺、哌啶、二甲胺中的一種或幾種。
[0014]所述納米無(wú)機(jī)填料為納米二氧化硅、納米二氧化鈦、介孔分子篩中的一種或幾種。
[0015]所述介孔分子篩為此1-41、384-15、]\?11-48中的一種或幾種。
[0016]所述水性固化劑為Aq419、H228B、W650。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果。
[0018]本發(fā)明提供的水性防腐涂料及其制備方法，根據(jù)木質(zhì)素磺酸鹽的化學(xué)特性，通過(guò)Mannich反應(yīng)，在木質(zhì)素磺酸鹽上引入氨基，之后通過(guò)氫鍵作用將木質(zhì)素磺酸鹽接枝到納米無(wú)機(jī)填料表面，得到的改性納米無(wú)機(jī)填料與水性環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合，制成水性防腐涂料。該制備方法引入木質(zhì)素磺酸鹽不僅有效降低了水的表面張力和界面張力，顯著改善了納米無(wú)機(jī)填料在水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料中易團(tuán)聚、分散性差的問(wèn)題，增強(qiáng)了涂料的阻隔性能和防腐性能；同時(shí)，改性木質(zhì)素磺酸鹽上的氨基基團(tuán)有效促進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂的開(kāi)環(huán)，增加了水性防腐涂料的交聯(lián)點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高水性防腐涂料的防腐性能。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為木質(zhì)素磺酸鹽改性納米二氧化鈦機(jī)理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0021]本實(shí)施例提供一種水性防腐涂料，由木質(zhì)素磺酸鹽改性無(wú)機(jī)納米填料、水性環(huán)氧樹(shù)脂、水性固化劑、水制成;所述木質(zhì)素磺酸鹽改性無(wú)機(jī)納米填料由改性后木質(zhì)素磺酸鹽及納米二氧化鈦通過(guò)氫鍵結(jié)合制成。
[0022]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例還提供一種水性防腐涂料的制備方法，包括以下步驟。
[0023 ]步驟1、取0.0 lmo 1的木質(zhì)素磺酸鹽、100ml蒸餾水放入潔凈的帶有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)的三口瓶中，攪拌5min后加入0.0lmol的乙二胺，在室溫下攪拌20min后，邊攪拌邊滴加33%的甲醛溶液0.0lmol，在50°C下攪拌反應(yīng)2h，得改性木質(zhì)素磺酸鹽。
[0024]所述木質(zhì)素磺酸鹽是一種由苯丙烷為骨架的疏水基團(tuán)以及磺酸基和羧基等親水基團(tuán)組成的陰離子高分子化合物，具有良好的表面活性、粘合性等，具有很強(qiáng)的分散能力，適于將固體分散在水中。
[0025]步驟2、取10g的納米二氧化鈦，超聲分散在100ml蒸餾水中；稱(chēng)取5g改性木質(zhì)素磺酸鹽加入到上述體系中，在常溫下攪拌24h，得木質(zhì)素磺酸鹽改性納米二氧化鈦。
[0026]步驟3、按質(zhì)量份數(shù)取25份木質(zhì)素磺酸鹽改性納米二氧化鈦及25份水性固化劑H228B，加入到100份水和100份水性環(huán)氧樹(shù)脂的混合液中，在常溫下攪拌0.5h，即得水性防腐涂料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水性防腐涂料，其特征在于，由木質(zhì)素磺酸鹽改性納米無(wú)機(jī)填料、水性環(huán)氧樹(shù)脂、水性固化劑、水制成;所述木質(zhì)素磺酸鹽改性納米無(wú)機(jī)填料由改性后木質(zhì)素磺酸鹽及納米無(wú)機(jī)填料通過(guò)氫鍵結(jié)合制成。2.—種水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、取0.01?0.04mol的木質(zhì)素磺酸鹽、50?100ml蒸饋水放入潔凈的帶有冷凝管、攪拌器、溫度計(jì)的三口瓶中，攪拌5?lOmin后加入0.01?0.04mol的脂肪族多胺，在室溫下攪拌10?20min后，邊攪拌邊滴加33%?40%的甲醛溶液0.01?0.04mol，在40?60°C下攪拌反應(yīng)1.5?2.5h，得改性木質(zhì)素磺酸鹽； 步驟2、取8?10g的納米無(wú)機(jī)填料，超聲分散在100?150ml蒸饋水中；稱(chēng)取4?8g改性木質(zhì)素磺酸鹽加入到上述體系中，在常溫下攪拌20?24h，得木質(zhì)素磺酸鹽改性納米無(wú)機(jī)填料； 步驟3、取10?25份木質(zhì)素磺酸鹽改性納米無(wú)機(jī)填料及25?50份水性固化劑，加入到50?100份水和100?200份水性環(huán)氧樹(shù)脂的混合液中，在常溫下攪拌0.5?lh，即得水性防腐涂料。3.如權(quán)利要求2所述的水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟1中木質(zhì)素磺酸鹽、脂肪族多胺、甲醛的比為1:1:1。4.如權(quán)利要求2所述的水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述木質(zhì)素磺酸鹽為木質(zhì)素磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈣。5.如權(quán)利要求2所述的水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述脂肪族多胺為乙二胺、哌啶、二甲胺中的一種或幾種。6.如權(quán)利要求2所述的水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述納米無(wú)機(jī)填料為納米二氧化硅、納米二氧化鈦、介孔分子篩中的一種或幾種。7.如權(quán)利要求2所述的水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述介孔分子篩為MCM-41、SBA-15、MCM-48中的一種或幾種。8.如權(quán)利要求2所述的水性防腐涂料的制備方法，其特征在于，所述水性固化劑為Aq419、H228B、W650 等。
【專(zhuān)利摘要】一種水性防腐涂料及其制備方法，所述水性防腐涂料由木質(zhì)素磺酸鹽改性無(wú)機(jī)納米填料、水性環(huán)氧樹(shù)脂、水性固化劑、水制成。該制備方法根據(jù)木質(zhì)素磺酸鹽的化學(xué)特性，通過(guò)Mannich反應(yīng)，在木質(zhì)素磺酸鹽上引入氨基，之后通過(guò)氫鍵作用將木質(zhì)素磺酸鹽接枝到納米無(wú)機(jī)填料表面，得到的改性納米無(wú)機(jī)填料與水性環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合，制成水性防腐涂料。該制備方法引入木質(zhì)素磺酸鹽不僅有效降低了水的表面張力和界面張力，顯著改善了納米無(wú)機(jī)填料在水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料中易團(tuán)聚、分散性差的問(wèn)題，增強(qiáng)了涂料的阻隔性能和防腐性能；同時(shí)，改性木質(zhì)素磺酸鹽上的氨基基團(tuán)有效促進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂的開(kāi)環(huán)，增加了水性防腐涂料的交聯(lián)點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高水性防腐涂料的防腐性能。
【IPC分類(lèi)】C09D163/00, C08H7/00, C09D7/12, C09D5/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105462444
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610005033
【發(fā)明人】劉春峰, 呂會(huì)勇
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春順風(fēng)新城建筑材料有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月7日