CN103740234B - 一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法 - Google Patents
一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103740234B CN103740234B CN201410022834.2A CN201410022834A CN103740234B CN 103740234 B CN103740234 B CN 103740234B CN 201410022834 A CN201410022834 A CN 201410022834A CN 103740234 B CN103740234 B CN 103740234B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- epoxy
- graphene oxide
- large stretch
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法，该水性涂料包含水、可固化的环氧材料及0.01-5wt%大片氧化石墨烯，所述大片氧化石墨烯的直径平均在30μm以上，且在水中的溶解度在20wt%以上。进一步的，所述大片氧化石墨烯的层数为1-2层、3-5层、5-10层或10层以上，其表面分布有活性官能团，所述活性官能团包括羧基、羟基、环氧基及磺酸基等。其制备方法包括：将大片氧化石墨烯均匀分散于含有环氧材料的水性体系中，形成所述环氧水性涂料。本发明的水性涂料具有良好流动性，易于使用，且固化成膜后兼具良好强度和柔韧性，且便于制备，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备工艺，尤其涉及一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法。
背景技术
环氧水性涂料是以环氧树脂作为固化剂，以水为溶剂或分散介质而形成的涂料，包括水溶性环氧涂料和水乳化环氧涂料。但因环氧树脂强度较高，但韧性不够的特性，使得此类涂料的性能受到很大制约。虽然研究人员提出了多种对环氧水性涂料进行增韧改性的方案，但其往往又会导致涂料的强度下降。
公开号CN102977742A的发明专利提出了采用环氧树脂作为固化成分，并以石墨烯作为添加组分而形成导电涂料的技术方案，该技术方案虽然能在一定程度上提高涂层的结合力和导电性，但即使在石墨烯添加量较大的情况下（大于1.1wt%），其对涂层强度和柔韧性的提升幅度仍非常有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高强度高韧性环氧水性涂料，包含水、可固化的环氧材料以及0.01-5wt%大片氧化石墨烯，所述大片氧化石墨烯的直径平均在30μm以上，且在水中的溶解度在20wt%以上。
优选的，所述高强度高韧性环氧水性涂料包含0.01-1wt%大片氧化石墨烯。
进一步的，所述大片氧化石墨烯表面分布有活性官能团，所述活性官能团包括羧基、羟基、环氧基及磺酸基等。
进一步的，所述大片氧化石墨烯的直径优选为30-100μm。
进一步的，所述大片氧化石墨烯的层数为1-2层、3-5层、5-10层或10层以上。
进一步的，所述高强度高韧性环氧水性涂料还包含分散剂、消泡剂、固化剂等之中的任一种或多种的组合。
一种高强度高韧性环氧水性涂料，包括按照重量份计算的如下组分：
可固化的环氧材料30-50份
水50-70份
大片氧化石墨烯0.01-5份
助剂1-20份。
其中，所述大片氧化石墨烯的直径平均在30μm以上，层数为1-2层、3-5层、5-10层或10层以上，且所述大片氧化石墨烯在水中的溶解度在20wt%以上。
一种高强度高韧性环氧水性涂料的制备方法，包括：将大片氧化石墨烯均匀分散于含有可固化的环氧材料的水性体系中，形成所述环氧水性涂料，所述环氧水性涂料包含0.01-5wt%大片氧化石墨烯，所述大片氧化石墨烯的直径平均在30μm以上，且在水中的溶解度在20wt%以上。
进一步的，该制备方法包括：将层数不同的大片氧化石墨烯加入含有可固化的环氧材料的水性体系，超声分散5-30分钟，形成所述环氧水性涂料，所述大片氧化石墨烯的直径平均在30μm以上，层数为1-2层、3-5层、5-10层或10层以上。
与现有技术相比，本发明至少具有如下积极效果：该高强度高韧性环氧水性涂料具有良好流动性，固化成膜后兼具良好强度和柔韧性，且易于制备，成本低廉。
具体实施方式
本发明的一个方面提供了一种高强度高韧性环氧水性涂料，其包含作为基础组分的水和可固化的环氧材料等，进一步的，它还包含作为添加剂的大片氧化石墨烯。
此处所述的大片氧化石墨烯的直径平均在30μm以上，优选在30-100μm，进一步优选在40-100μm，且在水中的溶解度在20wt%以上。
作为较为优选的方案，所述高强度高韧性环氧水性涂料包含0.01-5wt%大片氧化石墨烯，尤其优选包含0.01-1wt%大片氧化石墨烯。
进一步的，所述大片氧化石墨烯表面分布有活性官能团，所述活性官能团包括分散剂、消泡剂、固化剂等。
进一步的，所述大片氧化石墨烯的层数为1-2层、3-5层、5-10层或10层以上。
前述大片氧化石墨烯可通过业界悉知的各类工艺，例如，电化学沉积法、化学气相沉积法等制备，优选通过CVD法制备。
前述可固化的环氧材料包括水溶性阴离子树脂、水溶性阳离子树脂、水乳性环氧树脂等，例如，可选用水溶性固化剂三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂和异氰酸酯封闭物等。
进一步的，所述高强度高韧性环氧水性涂料还可包含润湿分散剂、消泡剂。
其中，所述润湿分散剂可采用水性润湿分散剂，包括但不限于嵌段高分子共聚物、羧酸盐类聚合物或合成高分子类聚合物等。
所述消泡剂可以选用但不限于矿物油、聚硅氧烷聚醚共聚物、聚醚类和改性有机硅等。
本发明的另一个方面提供了一种高强度高韧性环氧水性涂料的制备方法，其可包括：将大片氧化石墨烯均匀分散于含有可固化的环氧材料的水性体系中，形成所述环氧水性涂料。
本案发明人非常意外的发现，通过将前述大片石墨烯作为添加剂加入含有可固化的环氧材料的水性体系中，仅需极少的添加量（可低至0.01wt%）即可使韧性提升超过20%，强度提升超过10%，且无需对该含有环氧材料的水性体系作进一步的处理，且随大片石墨烯的添加量的增加，涂层的强度和柔韧性将相应提高，但当大片石墨烯的添加量＞5Wt%时，其对涂层强度和柔韧性的提升幅度将非常微小。
以下结合若干实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1
将平均直径为45微米、层数为1-2层、表面分布有羧基、磺酸基的大片氧化石墨烯、市售分散剂、市售消泡剂等加入平均分子量为60万聚环氧乙烷(PEO)的水溶液中，超声分散15min，形成环氧水性涂料，其中含有0.01wt%大片氧化石墨烯、40wt%PEO，水50wt%，助剂（包括分散剂、消泡剂等）9.99wt%。
对照例1
将平均分子量为60万聚环氧乙烷(PEO)、市售分散剂、市售消泡剂等溶于水，搅拌均匀后形成环氧水性涂料，其中含有40wt%PEO，助剂10wt%。
对照例2
将氧化石墨烯粉体（购自南京先锋纳米科技有限公司）、市售分散剂、市售消泡剂等加入平均分子量为60万聚环氧乙烷(PEO)的水溶液中，超声分散15min，形成环氧水性涂料，其中含有0.01wt%氧化石墨烯、40wt%PEO，其他助剂9.99wt%。
实施例2
将平均直径为40μm、层数为3-5层、表面分布有羟基、羧基、环氧基、磺酸基的大片氧化石墨烯、GEM02水性环氧乳液及固化剂LJ810（购自上海绿嘉水性涂料有限公司的）、市售分散剂、市售消泡剂加入水中，超声分散30min，形成环氧水性涂料，其中含有0.1wt%大片氧化石墨烯、40wt%PEO，助剂（包括分散剂、消泡剂等）9.9wt%。
对照例3
将GEM02水性环氧乳液及固化剂LJ810（购自上海绿嘉水性涂料有限公司的）、市售分散剂、市售消泡剂溶于水，搅拌均匀后形成环氧水性涂料，其中含有40wt%环氧树脂，助剂（包括分散剂、消泡剂等）10wt%。
对照例4
将氧化石墨烯水溶液（购自炭美科技）、GEM02水性环氧乳液及固化剂LJ810（购自上海绿嘉水性涂料有限公司的）、市售分散剂、市售消泡剂加入水中，超声分散30min，形成环氧水性涂料，其中含有0.1wt%氧化石墨烯、40wt%环氧树脂，助剂（包括分散剂、消泡剂等）9.9wt%。
实施例3
将平均直径为30μm、层数为5-10层、表面分布有羟基、羧基、环氧基、磺酸基的大片氧化石墨烯、A-590水性环氧树脂（购自广州维立纳化工有限公司）、市售分散剂、市售消泡剂加入水中，超声分散15min，形成环氧水性涂料，其中含有0.5wt%大片氧化石墨烯、40wt%环氧树脂，助剂（包括分散剂、消泡剂等）9.5wt%。
对照例5
将A-590水性环氧树脂（购自广州维立纳化工有限公司）、市售分散剂、市售消泡剂溶于水，搅拌均匀后形成环氧水性涂料，其中含有40wt%环氧树脂，助剂（包括分散剂、消泡剂等）10wt%。
对照例6
将GO-100氧化石墨烯（购自上海新池能源科技有限公司）、A-590水性环氧树脂（购自广州维立纳化工有限公司）、市售分散剂、市售消泡剂加入水中，超声分散30min，形成环氧水性涂料，其中含有0.5wt%氧化石墨烯、40wt%环氧树脂，助剂（包括分散剂、消泡剂等）9.5wt%。
前述实施例1与对照例1-2中采用的助剂相同，前述实施例2与对照例3-4中采用的助剂相同，前述实施例3与对照例5-6中采用的助剂相同。这些助剂可采用业界习用的品种，并可通过市售等途径获得，例如，可选用德国毕克BYK/BYK-W980、德国BYK/bykp104s、迪高助剂(TEGO)900、广州杰高化工J-3305等。
对于实施例1-3及对照例1-6所获涂料，本案发明人还分别对其性能进行了测试，包括涂层强度、柔韧性测试等，检测结果详见下表1。
其中形成涂层的工艺为：
使用刮刀将液体分散物形式的涂料印刷在基板上，然后完全固化以形成厚度相同的涂层。
其中强度测试的方法参照GB/T1732-93，柔韧性测试方法参照GB/T1731-1993。
表1由实施例1-3及对照例1-6涂料形成的涂层的强度和柔韧性测试，分别以对照例1、对照例3、对照例5为参照标准。
| 强度 | 柔韧性 | |
| 实施例1 | 110.4% | 121.2% |
| 对照例1 | 100% | 100% |
| 对照例2 | 99.5% | 99.8% |
| 实施例2 | 112.6% | 138.7% |
| 对照例3 | 100% | 100% |
| 对照例4 | 98.6% | 99.2% |
| 实施例3 | 105.2% | 129.5% |
| 对照例5 | 100% | 100% |
| 对照例6 | 89.9% | 94.3% |
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高强度高韧性环氧水性涂料，其特征在于包括按照重量份计算的如下组分：
可固化的环氧材料 30-50份
水 50-70份
大片氧化石墨烯 0.01-5份
助剂 1-20份；
其中，所述大片氧化石墨烯的直径为30-100μm，层数为1-2层、3-5层、5-10层或10层以上，且所述大片氧化石墨烯在水中的溶解度在20wt％以上，同时所述大片氧化石墨烯表面分布有活性官能团，所述活性官能团包括羧基、羟基、环氧基及磺酸基；所述可固化的环氧材料包括水溶性阴离子树脂、水溶性阳离子树脂或水乳性环氧树脂。
2.一种高强度高韧性环氧水性涂料的制备方法，其特征在于包括：将层数不同的大片氧化石墨烯加入含有可固化的环氧材料的水性体系，超声分散5-30分钟，使所述大片氧化石墨烯均匀分散于所述水性体系中，形成所述环氧水性涂料，所述环氧水性涂料包含0.01-5wt％大片氧化石墨烯；
其中，所述大片氧化石墨烯的直径为30-100μm，层数为1-2层、3-5层、5-10层或10层以上，且在水中的溶解度在20wt％以上，同时所述大片氧化石墨烯表面分布有活性官能团，所述活性官能团包括羧基、羟基、环氧基及磺酸基；所述可固化的环氧材料包括水溶性阴离子树脂、水溶性阳离子树脂或水乳性环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的高强度高韧性环氧水性涂料的制备方法，其特征在于，所述涂料还包含分散剂、消泡剂或固化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410022834.2A CN103740234B (zh) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | 一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410022834.2A CN103740234B (zh) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | 一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103740234A CN103740234A (zh) | 2014-04-23 |
| CN103740234B true CN103740234B (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=50497305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410022834.2A Active CN103740234B (zh) | 2014-01-20 | 2014-01-20 | 一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103740234B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105038459A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-11-11 | 苏州高通新材料科技有限公司 | 含石墨烯的高性能水性丙烯酸酯涂料及其制备方法与应用 |
| CN106634437A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-10 | 苏州高通新材料科技有限公司 | 石墨烯改性水性环氧富锌涂料及其制备方法与应用 |
| CN106833191A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-06-13 | 河北晨阳工贸集团有限公司 | 一种电机外壳用丙烯酸水漆及其制备方法 |
| CN107974137A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-01 | 苏州赛斯德工程设备有限公司 | 一种高强度水性涂料及其制备方法 |
| CN108410321A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-08-17 | 山东七维新材料有限公司 | 一种水性环氧石墨烯无机鳞片重防腐涂料 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009085015A1 (en) * | 2008-01-03 | 2009-07-09 | National University Of Singapore | Functionalised graphene oxide |
| CN102862976A (zh) * | 2012-08-25 | 2013-01-09 | 华南理工大学 | 一种功能化石墨烯及其复合材料的制备方法 |
| CN102977742B (zh) * | 2012-12-19 | 2015-11-25 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种导电涂料 |
| CN103059691B (zh) * | 2012-12-19 | 2017-06-30 | 江苏联科纳米科技有限公司 | 一种石墨烯改性的耐磨水性玻璃涂料及其制备方法与应用 |
| CN103059788A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-24 | 东莞市松山湖微电子材料研发中心 | 一种改性环氧树脂灌封胶及其制备方法 |
-
2014
- 2014-01-20 CN CN201410022834.2A patent/CN103740234B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103740234A (zh) | 2014-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103740234B (zh) | 一种高强度高韧性环氧水性涂料及其制备方法 | |
| CN103450611B (zh) | 阻尼材料及其制备方法 | |
| CN105017938B (zh) | 一种用于饮用水管道的防腐涂料及其制备方法 | |
| CN107022281A (zh) | 一种环氧防腐底漆及其制备方法 | |
| CN107987680A (zh) | 水性环氧石墨烯防腐涂料 | |
| CN102863874B (zh) | 水性环氧富锌底漆及其制备方法 | |
| CN102876194B (zh) | 集装箱用水性环氧涂料及其制备方法 | |
| CN103342946A (zh) | 一种环氧防锈涂料及其制备方法 | |
| CN104371505A (zh) | 水性环氧云铁中间漆及其制备方法 | |
| CN104845499A (zh) | 水性环氧厚浆漆的制备方法 | |
| CN105219218A (zh) | 一种水性酚醛环氧防腐漆及其制备方法 | |
| CN104946090B (zh) | 水性酚醛环氧防腐漆的制备方法 | |
| CN105482079A (zh) | 一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法 | |
| CN103045049A (zh) | 一种水性环氧防腐涂料及其制备方法 | |
| CN106479295A (zh) | 一种高性能环保型水性自行车涂料及其制备方法 | |
| CN109836970B (zh) | 一种高抗渗石墨烯改性环氧涂液组合物及其制备方法 | |
| CN106634437A (zh) | 石墨烯改性水性环氧富锌涂料及其制备方法与应用 | |
| CN113717599B (zh) | 一种基础漆及麻彩石涂料 | |
| CN104946085A (zh) | 一种智能烟灰缸金属外壳专用纳米防腐耐磨涂料 | |
| CN102408816B (zh) | 一种环氧压载舱涂料及其制备方法 | |
| CN104140737B (zh) | 应用于铁路支座上水性环氧富锌底漆的制备方法 | |
| CN109181473A (zh) | 一种高性能双组分水性防腐涂料及其制备方法 | |
| CN107523186A (zh) | 硅烷改性水性环氧双组份富锌涂料组合物及其制备方法 | |
| CN107974151A (zh) | 一种耐强碱、强酸的uv涂料 | |
| CN108047855A (zh) | 耐水煮丙烯酸氨基烤漆涂料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211026 Address after: 344000 houfa Industrial Zone, industrial park, Le'an County, Fuzhou City, Jiangxi Province Patentee after: Fuzhou Aoxi New Material Co.,Ltd. Address before: Room 112, A4 / F, bio nano Park, 218 Xinghu street, Suzhou Industrial Park, 215000, Jiangsu Province Patentee before: SUZHOU GRAPHENE-TECH Co.,Ltd. |