專利名稱：一種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬材料腐蝕是全世界面臨的嚴(yán)重問題，腐蝕不僅消耗了寶貴的則富，而且破壞了正常的生活、生產(chǎn)秩序，腐蝕和環(huán)境污染越來越引起人們的關(guān)注，采用防腐涂層保護(hù)金屬是最有效和最經(jīng)濟(jì)的方法；隨著人們對環(huán)境保護(hù)的日益迫切和嚴(yán)格，開發(fā)無溶劑型，即不含揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)或不含有害空氣污染物(HAP)的涂料已成為涂料工業(yè)的研究的新方向。
無溶劑涂料每層可涂得厚膜，顯著提高效率；固化時無溶劑揮發(fā)，形成無孔涂層，提高涂層的致密性和隔離屏蔽性能，提供優(yōu)越的防腐蝕性能；生產(chǎn)和施工時無有害V0C，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源；涂料組分全部轉(zhuǎn)化成膜，因此每單位厚度的原材料成本很低；此外，無溶劑涂料還可以顯著降低施工成本；因此，無溶劑防腐涂料的研究可有效提高資源利用效率，減少資源浪費(fèi)和提高經(jīng)濟(jì)效益，從而促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展，因此，對無溶劑型防腐涂料的研究不論對生活還是國民經(jīng)濟(jì)有著重要的意義。環(huán)氧涂料具有優(yōu)異的粘結(jié)力、耐水性和防腐性能，因而廣泛應(yīng)用于鋼鐵等屬以及銅、鋁等有色金屬的防腐保護(hù)上，是使用最廣的防腐涂料之一；但是，環(huán)氧樹脂中含有醚鍵，涂料經(jīng)日光紫外線照射后易降解斷鏈，所以環(huán)氧涂料不耐戶外日曬，易失去光澤粉化。近年來納米材料與納米技術(shù)的發(fā)展，開辟了材料科學(xué)的新天地。尤其納米改性為制備高性能、多功能的新型復(fù)合涂料提供更為廣闊的途徑；本發(fā)明將納米材料引入環(huán)氧防腐涂料體系，解決了防腐涂料耐候性差的特點(diǎn)，有效提高防腐涂料的防腐性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對環(huán)氧涂料耐候性差的這一缺陷，制備出一種耐候性強(qiáng)且其他各性能都優(yōu)異的納米環(huán)氧復(fù)合涂料；納米TiO2無毒，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，是一種性能很好的白色顏料，對光散射強(qiáng)、著色力高、遮蓋力大、白度好，但是，長期暴露在陽光和空氣中短時間內(nèi)出現(xiàn)失光、變色、粉化等現(xiàn)象；本發(fā)明將硅包覆的納米二氧化鈦粒子應(yīng)用環(huán)氧防腐涂料改性中；首先，納米二氧化鈦表面積大易團(tuán)聚，而硅包覆的納米二氧化鈦，由于納米二氧化鈦的表面有二氧化硅包覆的膜降低了納米二氧化鈦的表面能從而提高了其分散性；其次，納米SiO2具有硬度高、耐摩擦、耐腐蝕、耐酸性等許多優(yōu)異的性能，能大幅度提高涂料的性能，尤其是耐候性能；另外，納米SiO2獨(dú)特的比表面、孔徑和孔容等結(jié)構(gòu)特性既有利于納米TiO2光活性的發(fā)揮，又能保證納米TiO2顆粒與涂料基質(zhì)有效的隔離，增強(qiáng)產(chǎn)品的耐候性和抗粉化性，因此，用硅包覆的納米二氧化鈦改性環(huán)氧防腐涂料能夠更有效的增加環(huán)氧涂料的耐候性及其他性能。從相似相容原理和分子結(jié)構(gòu)與應(yīng)用的關(guān)系出發(fā)，本發(fā)明用帶有環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑KIT560處理硅包覆納米二氧化鈦粒子，使復(fù)合粒子表面帶有環(huán)氧基，通過環(huán)氧基參與聚合反應(yīng)、環(huán)氧基與環(huán)氧樹脂間較好的相互作用，從而加強(qiáng)有粒子與聚合物形成的界面間的相互作用力，使界面具有理想的粘接能，并且提高了納米粒子在樹脂中的分散性，從而改善復(fù)合涂層的耐候性。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種納米改性環(huán)氧無溶劑型防腐涂料，該涂料各組分的質(zhì)
量份數(shù)如下
權(quán)利要求
1.一種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料，其特征在于該涂料各組分的質(zhì)量份數(shù)如下雙酚A型環(huán)氧樹脂，100份；改性硅包覆納米ニ氧化鈦，r3份；活性稀釋劑，1(T20份；分散劑，0. 8^1份；流平劑，r2份；消泡劑，r2份；固化劑，2(T50份。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料，其特征在于所述的改性硅包覆納米ニ氧化鈦的制備方法如下 a、將納米ニ氧化鈦分散于去離子水中，制成質(zhì)量濃度為59^10%的水溶液，按ニ氧化鈦質(zhì)量的0. 89Tl%的量加入分散劑，調(diào)節(jié)溶液的PH值至l(Tll，向溶液中加入納米ニ氧化鈦質(zhì)量的l°/ri0%的聚こ烯吡咯烷酮(PVP)，超聲振蕩IOlOmin使納米ニ氧化鈦在水溶液中充分分散； b、在步驟a所得的楽:液中，緩慢加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%娃酸鈉水溶液至SiO2的含量為納米ニ氧化鈦質(zhì)量的1% 3%，調(diào)節(jié)溶液的PH值至9 10，80°C恒溫，低速攪拌2h ； C、將步驟b所得的溶液在60°C陳化2h，然后烘干，50(T80(TC煅燒2h得硅包覆的納米ニ氧化鈦； d、將硅包覆的納米ニ氧化鈦分散在こ醇溶液中，制成質(zhì)量濃度為39T5%的溶液，調(diào)節(jié)溶液PH值為3. 5 5. 5，超聲分散l(T30min，取硅包覆的納米ニ氧化鈦質(zhì)量5% 40%的硅烷偶聯(lián)劑KH-560加入溶液中，高速分散l(T30min，然后在60°C恒溫反應(yīng)4 8h，60°C烘干24h，得改性的硅包覆的納米ニ氧化鈦。
3.如權(quán)利要求2所述的ー種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料，其特征在于所述的分散劑為為常用的分散劑，具體為NaOH、娃酸鈉、六磷酸偏鈉和三こ醇胺中的ー種。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料，其特征在于所述活性稀釋劑為腰果殼油改性環(huán)氧樹脂活性稀釋劑。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料，其特征在于所述固化劑為腰果殼油改性環(huán)氧樹脂固化劑。
6.如權(quán)利要求I所述的ー種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料的制備方法，其特征在于包括如下步驟 B、按比例取雙酹A型環(huán)氧樹脂于反應(yīng)器中80°C預(yù)熱30min； C、按涂料配方比例取雙酚A型環(huán)氧樹脂19^3%的改性的硅包覆的納米ニ氧化鈦，在其質(zhì)量的2飛倍的丙酮中超聲振蕩30min ； D、將C步驟所得的懸浮液加入B步驟所得的環(huán)氧樹脂中，快速攪拌，將溫度升至100 130で，待丙酮全部揮發(fā)，按比例依次加入活性稀釋劑、分散劑、流平劑、消泡劑，接上冷凝管，恒溫反應(yīng)2 3h; E、將步驟D所得的漿液在高速球磨機(jī)高速分散3(T60min； F、待E步驟所得的樹脂液冷卻后，按比例稱取固化劑與其混合攪拌，涂膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種無溶劑型納米改性環(huán)氧耐候型防腐涂料及其制備方法。本發(fā)明從相似相容原理和分子結(jié)構(gòu)與應(yīng)用的關(guān)系出發(fā)，本發(fā)明用帶有環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑KH~560處理硅包覆納米二氧化鈦粒子，使復(fù)合粒子表面帶有環(huán)氧基，通過環(huán)氧基參與聚合反應(yīng)、環(huán)氧基與環(huán)氧樹脂間較好的相互作用，從而加強(qiáng)有粒子與聚合物形成的界面間的相互作用力，使界面具有理想的粘接能，并且提高了納米粒子在樹脂中的分散性，從而改善復(fù)合涂層的耐候性。
文檔編號C09D163/02GK102796439SQ20121023815
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者宋仁國, 姜冬, 王超, 李鑫偉 申請人:常州大學(xué)