CN106833288A - 围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，涉及一种疏水防腐涂料的制备方法。本发明是要解决现有涂料中环氧乳液会影响环氧树脂的耐盐雾时间，不利于基体耐腐蚀性能的提升的问题。方法：一、植物油中加入甘油醇解，加入水性功能单体接枝，制备得到乳化剂；二、将环氧树脂和乳化剂置于反应釜中，搅拌均匀，先逐滴加入部分水，粘度突变时加入剩余的水，恒温乳化，超声分散得到环氧乳液；三、在环氧乳液中加入有机硅乳液、颜料和玻璃微片，超声，得A组分；四、将A组分与固化剂B组分混合，得到围栏用自清洁疏水涂料。本发明的涂料涂膜干燥后具有防腐能力，同时具有较高的接触角和较低的滚动角，疏水性较好。本发明用于制备涂料。

Description

围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种疏水防腐涂料的制备方法。
背景技术
围栏用涂料主要起到美化外观、防腐等作用，常用围栏涂料以有机溶剂涂料为主，同时不具有疏水特性。传统围栏涂料一般使用环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂或醇酸树脂作为聚合物基体，利用聚合物具有较高的分子量对围栏进行防腐，加入石墨粉、钛白粉、铁红等填料起到颜料以及防腐填料的作用。由于围栏一般属于户外使用，以栅栏、隔离带等为例，他们处于一种灰尘多，污染大的环境中，非常容易变脏，而对其进行清洗会浪费大量的资源和人力。
环氧树脂是一种常用的防腐基体树脂，但是使用环氧乳液作为聚合物基体时，乳液中的乳化剂往往会影响环氧树脂的耐盐雾时间，不利于基体耐腐蚀性能的提升。
发明内容
本发明是要解决现有涂料中环氧乳液会影响环氧树脂的耐盐雾时间，不利于基体耐腐蚀性能的提升的问题，提供一种围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法。
本发明围栏用自清洁疏水防腐涂料，包括以下步骤：
一、植物油中加入甘油，氮气条件下220～240℃醇解6～7h，然后加入水性功能单体接枝，200～220℃条件下反应4-6h，制备得到乳化剂；
二、将环氧树脂和步骤一制备的乳化剂置于反应釜中，50～55℃搅拌均匀，按照环氧树脂质量的25％-50％称取水，先逐滴加入部分水，粘度突变时加入剩余的水，继续恒温乳化0.5～1h，然后在20-50℃条件下超声分散1-3h，得到环氧乳液；
三、在环氧乳液中加入有机硅乳液S-8861、颜料和玻璃微片，继续超声1-2h，制得A组分；
四、将A组分与固化剂B组分室温混合，得到围栏用自清洁疏水涂料；其中所述固化剂B组分为水溶性聚酰胺固化剂或已二酸二酰肼；步所述水溶性聚酰胺固化剂质量为环氧树脂的15％-38％，所述已二酸二酰肼的质量为环氧树脂的4％-6％。
本发明制备的涂料可刷涂成膜。
进一步的，步骤一所述植物油为桐油、亚麻油、豆油、蓖麻油或梓油。
进一步的，步骤一中植物油与甘油的摩尔比为1:(3-3.4)。
进一步的，步骤一所述水性功能单体为3-羧基苯磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钠或间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠。
进一步的，步骤一中水性功能单体与甘油的摩尔比为1:1。
进一步的，步骤二中所述环氧树脂为E-51、E-44或E-20。
进一步的，步骤二中乳化剂的质量为环氧树脂质量的3％-12％。
进一步的，步骤二中超声分散的超声波功率为100-800W，频率为20-80MHz。
优选的，步骤二中超声的功率为200W，时间为1.5h，温度为50℃。
进一步的，步骤三中所述有机硅乳液S-8861的质量为环氧树脂质量的5％-20％。
进一步的，步骤三中所述颜料为石墨粉、钛白粉或铁红，其中石墨粉占环氧树脂重量的1％-5％，钛白粉占环氧树脂重量的5％-20％，铁红占环氧树脂重量的5％-15％。
进一步的，步骤三中玻璃微片的质量为环氧树脂质量的3％-8％。
本发明的原理：
本发明提供了一种围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，该涂料为双组份自固化涂料，能够具有防腐能力和疏水效果。
环氧树脂是一种常用的防腐基体树脂，但是使用环氧乳液作为聚合物基体时，乳液中的乳化剂往往会影响环氧树脂的耐盐雾时间，使用改性醇酸树脂作为环氧树脂乳化剂首先可以获得稳定的环氧乳液，而后利用醇酸树脂可以发生自交联的特点，使环氧乳液所用的乳化剂也能起到一定的防腐效果，而不是原来的劣化效果，从而提升了基体的耐腐蚀性。
所用的无机填料：如玻璃微片、钛白粉、石墨粉、铁红，都是传统的防腐蚀填料，利用隔绝水分和氧气的原理实现防腐，同时具有疏水效果。
疏水的原因是，有机硅乳液S-8861中含有一定量的硅原子，其原子半径较大，因此将其与环氧树脂均匀混合后会造成涂膜表面粗糙度降低，形成荷叶效应，达到疏水效果。
利用超声波将乳液中的乳液液滴进行再分配，即聚合物微球与乳化剂的重新分配，导致乳液粒径降低，稳定性提高。
加入无机填料和有机硅乳液S-8861后超声波处理，首先可以将环氧和有机硅乳液S-8861混合均匀，同时可以在无机粉体表面形成一定量的聚合物富集，这种富集可以进一步提高涂膜表面粗糙度，增加疏水效果。
现有大部分涂料都是有机溶剂的，因此更关注的乳液的耐腐蚀能力。制备的乳液的耐腐能力有明显提高。
此外，本发明的涂料是金属围栏用的，金属围栏都是直立放置，对于接触角和滚动角的要求并不高。由于提高接触角和滚动角会增加大幅度成本，因此本发明将接触角和滚动角达到要就即可，过高会增加成分，没有应用的意义。
本发明的有益效果：
本发明使用植物油制备一种醇酸树脂，这种醇酸树脂不仅能够起到乳化剂的作用，同时能够在涂膜干燥过程中发生自交联，提高薄膜性能同时增韧环氧树脂；相比于其他乳化剂，醇酸树脂可以提高涂料的抗冲击强度和弯曲性能，粘结强度210-220Kg/cm2，抗压强度480-508Kg/cm2，冲击强度63-68J/m。
使用本方法制备的涂料为乳液状，0VOC排放；涂膜干燥后具有一定防腐能力，耐盐雾时间达到720-780h。同时具有较高的接触角和较低的滚动角，疏水性较好，进而带来自清洁效果。使用本方法制备的水溶性围栏疏水涂料具有很好的水溶性，环境友好、使用安全。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式围栏用自清洁疏水防腐涂料，包括以下步骤：
一、植物油中加入甘油，氮气条件下220～240℃醇解6～7h，然后加入水性功能单体接枝，200～220℃条件下反应4-6h，制备得到乳化剂；
二、将环氧树脂和步骤一制备的乳化剂置于反应釜中，50～55℃搅拌均匀，按照环氧树脂质量的25％-50％称取水，先逐滴加入部分水，粘度突变时加入剩余的水，继续恒温乳化0.5～1h，然后在20-50℃条件下超声分散1-3h，得到环氧乳液；
三、在环氧乳液中加入有机硅乳液S-8861、颜料和玻璃微片，继续超声1-2h，制得A组分；
四、将A组分与固化剂B组分室温混合，得到围栏用自清洁疏水涂料；其中所述固化剂B组分为水溶性聚酰胺固化剂或已二酸二酰肼；步所述水溶性聚酰胺固化剂质量为环氧树脂的15％-38％，所述已二酸二酰肼的质量为环氧树脂的4％-6％。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述植物油为桐油、亚麻油、豆油、蓖麻油或梓油。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述水性功能单体为3-羧基苯磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钠或间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中所述环氧树脂为E-51、E-44或E-20。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中乳化剂的质量为环氧树脂质量的3％-12％。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中乳化剂的质量为环氧树脂质量的5％-10％。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中乳化剂的质量为环氧树脂质量的7％-8％。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中超声波功率为100-800W，频率为20-80MHz。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中超声波功率为300-700W，频率为30-70MHz。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中超声波功率为500W，频率为50MHz。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤三中所述有机硅乳液S-8861的质量为环氧树脂质量的5％-20％。其它与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤三中所述有机硅乳液S-8861的质量为环氧树脂质量的10％-15％。其它与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤三中所述颜料为石墨粉、钛白粉或铁红；其中石墨粉占环氧树脂重量的1％-5％，钛白粉占环氧树脂重量的5％-20％，铁红占环氧树脂重量的5％-15％。其它与具体实施方式一至十二之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是：步骤三中玻璃微片的质量为环氧树脂质量的3％-8％。其它与具体实施方式一至十三之一相同。
下面对本发明的实施例做详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
本实施例围栏用自清洁疏水涂料，包括以下步骤：
一、蓖麻油中加入甘油，氮气条件下230℃醇解6h，然后加入3-羧基苯磺酸钠接枝，210℃条件下反应5h，制备得到乳化剂；其中植物油与甘油的摩尔比为1:3，3-羧基苯磺酸钠与甘油的摩尔比为1:1。
二、将环氧树脂E-51和步骤一制备的乳化剂置于反应釜中，50℃搅拌均匀，按照环氧树脂质量的50％称取水，先逐滴加入部分水，粘度突变时加入剩余的水，继续恒温乳化0.5h，然后在50℃条件下超声分散1.5h，超声波功率为200W，频率为40MHz，得到环氧乳液；其中乳化剂的质量为环氧树脂质量的5％，水的质量为环氧树脂质量的30％。
三、在环氧乳液中加入有机硅乳液S-8861、石墨粉和玻璃微片，继续超声1h，制得A组分；其中所述有机硅乳液S-8861的质量为环氧树脂质量的10％；石墨粉占环氧树脂重量的2％，玻璃微片的质量为环氧树脂质量的3％。
四、将A组分与水溶性聚酰胺固化剂室温混合，其中水溶性聚酰胺固化剂质量为环氧树脂的20％，得到围栏用自清洁疏水涂料。
本实施例制备的涂料可刷涂成膜。对成膜后的涂料进行检测，粘结强度210Kg/cm2，抗压强度480Kg/cm2，冲击强度63J/m，接触角为120°，滚动角为15°，耐盐雾时间为780h，该涂料具有较高的机械强度和疏水性能，且具有耐腐蚀和自清洁性能。
实施例2：
本实施例围栏用自清洁疏水涂料，包括以下步骤：
一、亚麻油中加入甘油，氮气条件下230℃醇解6h，然后加入间苯二甲酸-5-磺酸钠接枝，210℃条件下反应5h，制备得到乳化剂；亚麻油与甘油的摩尔比为1:3.2，间苯二甲酸-5-磺酸钠与甘油的摩尔比为1:1。
二、将环氧树脂E-44和步骤一制备的乳化剂置于反应釜中，50℃搅拌均匀，按照环氧树脂质量的40％称取水，先逐滴加入部分水，粘度突变时加入剩余的水，继续恒温乳化0.5h，然后在30℃条件下超声分散2h，超声波功率500W，频率为60MHz，得到环氧乳液；其中乳化剂的质量为环氧树脂质量的8％，水的质量为环氧树脂质量的25％。
三、在环氧乳液中加入有机硅乳液S-8861、钛白粉和玻璃微片，继续超声1h，制得A组分；其中所述有机硅乳液S-8861的质量为环氧树脂质量的15％；钛白粉占环氧树脂重量的10％，玻璃微片的质量为环氧树脂质量的5％。
四、将A组分与已二酸二酰肼室温混合，已二酸二酰肼的质量为环氧树脂的5％，得到围栏用自清洁疏水涂料。
本发明制备的涂料可刷涂成膜。对成膜后的涂料进行检测，粘结强度220Kg/cm2，抗压强度508Kg/cm2，冲击强度68J/m，接触角为130°，滚动角为13°，耐盐雾时间为760h，该涂料具有较高的机械强度和疏水性能，且具有耐腐蚀和自清洁性能。
实施例3：
本实施例围栏用自清洁疏水涂料，包括以下步骤：
一、桐油中加入甘油，氮气条件下230℃醇解6h，然后加入间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠接枝，210℃条件下反应5h，制备得到乳化剂；梓油与甘油的摩尔比为1:3.4，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠与甘油的摩尔比为1:1。
二、将环氧树脂E-20和步骤一制备的乳化剂置于反应釜中，50℃搅拌均匀，按照环氧树脂质量的30％称取水，先逐滴加入部分水，粘度突变时加入剩余的水，继续恒温乳化0.5h，然后在50℃条件下超声分散2h，超声波功率800W，频率为80MHz，得到环氧乳液；其中乳化剂的质量为环氧树脂质量的10％，水的质量为环氧树脂质量的50％。
三、在环氧乳液中加入有机硅乳液S-8861、铁红和玻璃微片，继续超声1h，制得A组分；其中所述有机硅乳液S-8861的质量为环氧树脂质量的30％；铁红占环氧树脂重量的10％，玻璃微片的质量为环氧树脂质量的5％。
四、将A组分与水溶性聚酰胺固化剂室温混合，水溶性聚酰胺固化剂的质量为环氧树脂的15％，得到围栏用自清洁疏水涂料。
本发明制备的涂料可刷涂成膜。对成膜后的涂料进行检测，粘结强度210Kg/cm2，抗压强度500Kg/cm2，冲击强度66J/m，接触角为148°，滚动角为11°，耐盐雾时间为720h，该涂料具有较高的机械强度和疏水性能，且具有耐腐蚀和自清洁性能。

Claims (10)

1.围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于该方法围栏用自清洁疏水防腐涂料，包括以下步骤：
一、植物油中加入甘油，氮气条件下220～240℃醇解6～7h，然后加入水性功能单体接枝，200～220℃条件下反应4-6h，制备得到乳化剂；
二、将环氧树脂和步骤一制备的乳化剂置于反应釜中，50～55℃搅拌均匀，按照环氧树脂质量的25％-50％称取水，先逐滴加入部分水，粘度突变时加入剩余的水，继续恒温乳化0.5～1h，然后在20-50℃条件下超声分散1-3h，得到环氧乳液；
三、在环氧乳液中加入有机硅乳液S-8861、颜料和玻璃微片，继续超声1-2h，制得A组分；
四、将A组分与固化剂B组分室温混合，得到围栏用自清洁疏水涂料；其中所述固化剂B组分为水溶性聚酰胺固化剂或已二酸二酰肼；步所述水溶性聚酰胺固化剂质量为环氧树脂的15％-38％，所述已二酸二酰肼的质量为环氧树脂的4％-6％。
2.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤一所述植物油为桐油、亚麻油、豆油、蓖麻油或梓油，所述植物油与甘油的摩尔比为1:(3-3.4)。
3.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤一所述水性功能单体为3-羧基苯磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸钠或间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠。
4.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤一中水性功能单体与甘油的摩尔比为1:1。
5.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤二中所述环氧树脂为E-51、E-44或E-20。
6.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤二中乳化剂的质量为环氧树脂质量的3％-12％。
7.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤二中超声分散的超声波功率为100-800W，频率为20-80MHz。
8.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤三中所述有机硅乳液S-8861的质量为环氧树脂质量的5％-20％。
9.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤三中所述颜料为石墨粉、钛白粉或铁红，其中石墨粉占环氧树脂重量的1％-5％，钛白粉占环氧树脂重量的5％-20％，铁红占环氧树脂重量的5％-15％。
10.根据权利要求1所述的围栏用自清洁疏水防腐涂料的制备方法，其特征在于步骤三中玻璃微片的质量为环氧树脂质量的3％-8％。
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