CN105038485A - 一种环保型纳米TiO2改性水性环氧涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，该涂料由以下重量份的组分组成：环氧树脂36-40份、过氧化苯甲酰1-3份、甲基丙烯酸乙酯4-6份、固化剂8-12份、纳米二氧化钛2-4份、氨水6-8份、二甲基硅油1-2份和蒸馏水28-32份；所述的固化剂为乙二胺。本发明通过化学接枝改性法将甲基丙烯酸乙酯接枝到环氧树脂上使其获得亲水基而水性化，再利用纳米二氧化钛极强的表面活性来与环氧树脂结合，使得制备出来的涂料具有较好的拉伸强度，良好的附着力，较高的热稳定性和耐水、耐酸碱性能，且其中的有害物质不易挥发，环保性能好。

Description

一种环保型纳米TiO2改性水性环氧涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料，具体地说是一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料。

背景技术

环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。

目前常用的环氧树脂涂料大部分是溶剂型，其中含有的有机挥发物大多属于易燃易爆及有毒物质，如直接排放到大气中，在紫外线辐射下会产生光烟雾或形成酸雨，对环境造成严重污染。究其主要原因是环氧树脂较脆，其力学性能不够完善，表面活性较弱，导致其中的有机挥发物易挥发；而纳米粒子具有极强的表面活性，如果利用纳米粒子的极强表面活性来改变环氧树脂的力学性能就能解决上述问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，具有较好的拉伸强度，良好的附着力，较高的热稳定性和耐水、耐酸碱性能，且其中的有害物质不易挥发，环保性能好。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，该涂料由以下重量份的组分组成：环氧树脂36-40份、过氧化苯甲酰1-3份、甲基丙烯酸乙酯4-6份、固化剂8-12份、纳米二氧化钛2-4份、氨水6-8份、二甲基硅油1-2份和蒸馏水28-32份。

所述的固化剂为乙二胺。

一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料的制备方法，包以下步骤：

(1)、在四口烧瓶中依次加入环氧树脂、过氧化苯甲酰、甲基丙烯酸乙酯，利用搅拌器搅拌5-7分钟；

(2)、搅拌完毕后通过计时器控制反应时间在50-70分钟之间，并通过温度计控制反应温度在70-90℃之间准备接枝共聚物；

(3)、接着加入氨水、蒸馏水，调节PH至7得到乳液；

(4)、在步骤(3)得到的乳液中加入纳米二氧化钛、二甲基硅油、固化剂，在搅拌器高速搅拌8-10分钟后得到所需涂料。

本发明的有益效果是：本发明通过化学接枝改性法将甲基丙烯酸乙酯接枝到环氧树脂上使其获得亲水基而水性化，再利用纳米二氧化钛极强的表面活性来与环氧树脂结合，使得制备出来的涂料具有较好的拉伸强度，良好的附着力，较高的热稳定性和耐水、耐酸碱性能，且其中的有害物质不易挥发，环保性能好。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

实施例一：

一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，该涂料由以下重量份的组分组成：环氧树脂36份、过氧化苯甲酰1份、甲基丙烯酸乙酯4份、固化剂8份、纳米二氧化钛2份、氨水6份、二甲基硅油1份和蒸馏水28份。

所述的固化剂为乙二胺。

一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料的制备方法，包以下步骤：

(1)、在四口烧瓶中依次加入环氧树脂、过氧化苯甲酰、甲基丙烯酸乙酯，利用搅拌器搅拌5分钟；

(2)、搅拌完毕后通过计时器控制反应时间在50分钟，并通过温度计控制反应温度在70℃准备接枝共聚物；

(3)、接着加入氨水、蒸馏水，调节PH至7得到乳液；

(4)、在步骤(3)得到的乳液中加入纳米二氧化钛、二甲基硅油、固化剂，在搅拌器高速搅拌8分钟后得到所需涂料。

实施例二：

一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，该涂料由以下重量份的组分组成：环氧树脂38份、过氧化苯甲酰2份、甲基丙烯酸乙酯5份、固化剂10份、纳米二氧化钛3份、氨水7份、二甲基硅油1.5份和蒸馏水30份。

所述的固化剂为乙二胺。

一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料的制备方法，包以下步骤：

(1)、在四口烧瓶中依次加入环氧树脂、过氧化苯甲酰、甲基丙烯酸乙酯，利用搅拌器搅拌6分钟；

(2)、搅拌完毕后通过计时器控制反应时间在60分钟，并通过温度计控制反应温度在80℃准备接枝共聚物；

(3)、接着加入氨水、蒸馏水，调节PH至7得到乳液；

(4)、在步骤(3)得到的乳液中加入纳米二氧化钛、二甲基硅油、固化剂，在搅拌器高速搅拌9分钟后得到所需涂料。

实施例三：

一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，该涂料由以下重量份的组分组成：环氧树脂40份、过氧化苯甲酰3份、甲基丙烯酸乙酯6份、固化剂12份、纳米二氧化钛4份、氨水8份、二甲基硅油2份和蒸馏水32份。

所述的固化剂为乙二胺。

一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料的制备方法，包以下步骤：

(1)、在四口烧瓶中依次加入环氧树脂、过氧化苯甲酰、甲基丙烯酸乙酯，利用搅拌器搅拌7分钟；

(2)、搅拌完毕后通过计时器控制反应时间在70分钟，并通过温度计控制反应温度在90℃准备接枝共聚物；

(3)、接着加入氨水、蒸馏水，调节PH至7得到乳液；

(4)、在步骤(3)得到的乳液中加入纳米二氧化钛、二甲基硅油、固化剂，在搅拌器高速搅拌10分钟后得到所需涂料。

对比例：

去除纳米二氧化钛成分，其他成分与上述实施例一、实施二、实施例三相同，在严格的工艺条件下制备得到普通的水性环氧涂料。

其中，实施例一、实施例二、实施例三通过化学接枝改性法将甲基丙烯酸乙酯接枝到环氧树脂上使其获得亲水基而水性化，再利用纳米二氧化钛极强的表面活性来与环氧树脂结合，使得制备出来的涂料具有较好的拉伸强度，良好的附着力，较高的热稳定性和耐水、耐酸碱性能。

上述实施例一、实施例二和实施例三按照各重量份的材料制备出来的环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料与对比例制备出来的普通的水性环氧涂料在各性能上的差别如表1所示。

表1

从表1可知，本发明施例一、实施例二和实施例三制备出来的环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料在各性能上明显优于对比例制备出来的普通的水性环氧涂料，具有显著性的进步；且实施例二制备出来的环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料在各性能上优于实施一、实施例三制备出来的环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，其中实施一中的纳米二氧化钛占比为2.3％，实施二中的纳米二氧化钛占比为3.1％，实施三中的纳米二氧化钛占比为3.7％，因此，在纳米二氧化钛占比为3％左右制备出来的环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料在综合性能上最佳。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，其特征在于：该涂料由以下重量份的组分组成：环氧树脂36-40份、过氧化苯甲酰1-3份、甲基丙烯酸乙酯4-6份、固化剂8-12份、纳米二氧化钛2-4份、氨水6-8份、二甲基硅油1-2份和蒸馏水28-32份。

2.根据权利要求1所述的一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料，其特征在于：所述的固化剂为乙二胺。

3.根据权利要求1或2所述的一种环保型纳米TiO₂改性水性环氧涂料的制备方法，其特征在于：包以下步骤：

(1)、在四口烧瓶中依次加入环氧树脂、过氧化苯甲酰、甲基丙烯酸乙酯，利用搅拌器搅拌5-7分钟；

(2)、搅拌完毕后通过计时器控制反应时间在50-70分钟之间，并通过温度计控制反应温度在70-90℃之间准备接枝共聚物；

(3)、接着加入氨水、蒸馏水，调节PH至7得到乳液；

(4)、在步骤(3)得到的乳液中加入纳米二氧化钛、二甲基硅油、固化剂，在搅拌器高速搅拌8-10分钟后得到所需涂料。