CN109988486A - 一种水性环保防水涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性环保防水涂料及其制备方法，该涂料通过二元酸钠连接改性牻牛儿醇和改性肉桂醛，再与水性环氧树脂复合而成，具体包括以下步骤：（1）对牻牛儿醇进行改性，得改性牻牛儿醇；对肉桂醛进行改性，得改性肉桂醛；（3）将改性牻牛儿醇、改性肉桂醛通过二元酸钠连接，得新型疏水物质GC；（4）将新型疏水物质GC和水性环氧树脂连接，得水性环保防水涂料。本发明制备出的环保防水涂料，具有良好的涂层力学性能、降低了水性环氧树脂基体的吸水率，并具有一定抗菌能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料的制备方法，特别是涉及一种水性环保防水涂料及制备方法。
背景技术
防水涂料是涂覆在基材的表面并能形成连续薄膜的一种材料。通过形成固化薄膜，防止雨水、地下水、腐蚀性液体以及空气中的湿气侵入基体，导致基体材料的损伤。防水涂料根据溶剂类型分为溶剂型和水溶性，水性环氧树脂涂料是以水为分散介质，具有不燃、无毒、无味、无溶剂排放、良好的附着力、施工方便、固化后有良好的耐磨性、电器绝缘性等特点，但是由于亲水性基团或者链段的引入，导致其耐水性能大大下降，限制其使用范围。
牻牛儿醇为玫瑰系香精的主剂，是一种从天然植物中制取的产品，入药有抗菌和驱虫作用，多用于配置食品、日用化妆品香精。肉桂醛是一种醛类有机化合物，大量存在于肉桂等植物体内，是风信子油和玫瑰精油的主要成分，用于制备肉类、调味品、口腔护理用品、口香糖、糖果用香精。这两种物质本身具有疏水基团，几乎不溶于水，在防水涂料中应用具有良好的实用价值和应用前景。牻牛儿醇具有独特的玫瑰花芳香，肉桂醛更是具有抗菌性能的优良性能，未来的用途更加的广泛和应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防水、抗菌涂料及其制备方法，该涂料的制备方法能有效的提升水性环氧树脂基体的防水性能，提高整体结构的力学性能，并具有一定得抗菌效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种水性环保防水涂料，其特征在于，所述水性环保防水涂料是通过二元酸钠连接改性牻牛儿醇和改性肉桂醛，再与水性环氧树脂复合而成。
一种水性环保防水涂料的制备方法，包括以下步骤。
（1）改性牻牛儿醇的制备。
将牻牛儿醇、甘氨酸加入水中，搅拌均匀后加入卤化氢溶液，升温反应后，经洗涤、烘干，得改性牻牛儿醇。
（2）改性肉桂醛的制备。
将肉桂醛、丝氨酸加入水中，搅拌均匀后加入卤化氢溶液，升温反应后，经洗涤、烘干，得改性肉桂醛。
（3）新型疏水物质GC的制备。
将改性牻牛儿醇、改性肉桂醛加入水中，搅拌均匀后再加入二元酸钠，反应后，经洗涤、烘干，得新型疏水物质GC。
（4）水性环保防水涂料的制备。
将新型疏水物质GC、水和水性环氧树脂混合，搅拌均匀，得水性环保防水涂料。
所述牻牛儿醇、甘氨酸、水的质量比为（20 -30）：（15-40）：（100-130）；所述牻牛儿醇（g）与卤化氢溶液（ml）的比为1:1。
所述肉桂醛、丝氨酸、水的质量比为（20-35）：（15-45）：（100-120）；所述肉桂醛（g）与卤化氢溶液（ml）的比为（20-35）：（20-30）。
所述改性牻牛儿醇、改性肉桂醛和水和的质量比为（20-35）：（15-30）：（100-120）；所述改性牻牛儿醇（g）和二元醇钠（mol）的比（20-35）：（0.3-0.4）。
所述新型疏水物质GC、水和水性环氧树脂的质量比为（20-30）：（100-120）：（120-140）。
所述卤化氢溶液为5%质量浓度的HCl、HBr、HI溶液中的一种。
所述二元酸钠溶液为草酸钠、丙二酸钠、丁二酸钠溶液中的一种或几种，摩尔浓度均为10mol/L。
所述的水性环氧树脂为828水性环氧树脂、862水性环氧树脂、3522-W-60A水性环氧树脂、3540-WY-55A水性环氧树脂中的一种或几种。
所述搅拌均为磁力搅拌，速度为300-400r/min；所述洗涤均为使用蒸馏水抽滤洗涤；所述烘干均为在60-80℃烘干8-10h；所述步骤（1）中升温至80-90℃，反应8-9h；所述步骤（2）中升温至80-90℃下反应8-9h；所述步骤（3）中，加入二元酸钠后反应5-6h；所述步骤（4）中，室温下搅拌5-10min即可。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明制备环保防水涂料，是将植物精油提取素通过二元酸连接在一起，形成新的疏水分子GC，解决了水性环氧树脂由于亲水基团的引入而导致其疏水能力减弱的问题。
（2）本发明制备环保防水涂料，通过将疏水改性牻牛儿醇和改性肉桂醛接枝在水性环氧树脂上，增强其交联结构，从而增强涂层的力学性能、降低水性环氧树脂基体的吸水率，同时还能增强该涂料的抗菌性能。
附图说明
图1是水性环保防水涂料的合成图。
具体实施方式
本发明提出的一种水性环保防水涂料的制备方法，其中疏水物质GC是通过二元酸钠连接的牻牛儿醇和肉桂醛，并将其接枝在水性环氧树脂上复合而成，从而形成一个交联网状结构，大大提高了水性环氧树脂的疏水性能，也提高了整体结构的力学性能。
实施例1。
（1）改性牻牛儿醇的制备。
将20g的牻牛儿醇、25g的甘氨酸和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌7min后加入20ml卤化氢溶液，加热至80℃，反应9h，用蒸馏水抽滤洗涤3次，60℃烘干10h，得到改性的牻牛儿醇。
（2）改性肉桂醛的制备。
将20g的肉桂醛、25g的丝氨酸和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌6min后加入20ml卤化氢溶液，升温至80℃下反应8h，用蒸馏水抽滤洗涤3次， 80℃烘干8h，得到改性肉桂醛。
（3）新型疏水物质GC的制备。
将改性后的20g牻牛儿醇、改性后的25g肉桂醛和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌6min，再加入30ml 10mol/L二元酸钠，反应5h，用蒸馏水抽滤洗涤3次，70℃烘干8h，得到新型疏水物质GC。
（4）水性环保防水涂料及涂层的制备。
将20g GC、120ml水和140g的3540-WY-55A水性环氧树脂混合，25℃下260r/min搅拌10min即得到水性环保防水涂料。并将其喷涂在5cm*5cm墙壁上，制成测试用涂层。
实施例2。
（1）改性牻牛儿醇的制备。
将20g的牻牛儿醇、25g的甘氨酸和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌7min后加入20ml卤化氢溶液，加热至80℃，反应9h，用蒸馏水抽滤洗涤3次，60℃烘干10h，得到改性的牻牛儿醇。
（2）改性肉桂醛的制备。
将20g的肉桂醛、25g的丝氨酸和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌6min后加入20ml卤化氢溶液，升温至80℃下反应8h，用蒸馏水抽滤洗涤3次， 80℃烘干8h，得到改性肉桂醛。
（3）新型疏水物质GC的制备。
将改性后的20g牻牛儿醇、改性后的25g肉桂醛和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌6min，再加入30ml 10mol/L二元酸钠，反应5h，用蒸馏水抽滤洗涤3次，70℃烘干8h，得到新型疏水物质GC。
（4）水性环保防水涂料及涂层的制备。
将40g GC、120ml水和140g的3540-WY-55A水性环氧树脂混合，25℃下260r/min搅拌10min即得到水性环保防水涂料。并将其喷涂在5cm*5cm墙壁上，制成测试用涂层。
实施例3。
（1）改性牻牛儿醇的制备。
将20g的牻牛儿醇、25g的甘氨酸和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌7min后加入20ml卤化氢溶液，加热至80℃，反应9h，用蒸馏水抽滤洗涤3次，60℃烘干10h，得到改性的牻牛儿醇。
（2）改性肉桂醛的制备。
将20g的肉桂醛、25g的丝氨酸和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌6min后加入20ml卤化氢溶液，升温至80℃下反应8h，用蒸馏水抽滤洗涤3次， 80℃烘干8h，得到改性肉桂醛。
（3）新型疏水物质GC的制备。
将改性后的20g牻牛儿醇、改性后的25g肉桂醛和110ml水加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌6min，再加入30ml 10mol/L二元酸钠，反应5h，用蒸馏水抽滤洗涤3次，70℃烘干8h，得到新型疏水物质GC。
（4）水性环保防水涂料及涂层的制备。
将60g GC、120ml水和140g的3540-WY-55A水性环氧树脂混合，25℃下260r/min搅拌10min即得到水性环保防水涂料。并将其喷涂在5cm*5cm墙壁上，制成测试用涂层。
对比试验。
对比例1。
（1）牻牛儿醇、肉桂醛和水性环氧树脂混合乳液及涂层的制备。
将20g牻牛儿醇、20g肉桂醛、120g蒸馏水和100g3540-WY-55A水性环氧树脂加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌20min即得共混乳液。将其喷涂在5cm*5cm墙壁上，作为测试涂层样品。
对比例2。
（2）改性牻牛儿醇、改性肉桂醛和水性环氧树脂混合乳液及涂层的制备。
将20g改性牻牛儿醇、20g改性肉桂醛、120g蒸馏水和100g3540-WY-55A水性环氧树脂加入500ml三口瓶中，300r/min磁力搅拌20min即得共混乳液。将其喷涂在5cm*5cm墙壁上，作为测试涂层样品。
表1是本发明所制备的涂层所得到的耐水性及力学性能指标，各项指标的检测如下标准：耐水性依据GB/1733-93；附着力是根据GB1720-79来测试；涂层吸水率根据GB/T9286来测定；抗菌性能是根据HG/T 3950-2007来测试。
由表1数据可知，不同填料对水性环氧树脂基体的耐水性及力学性能有着不同的作用，在同样的条件下，丙烯酸改性水性环氧树脂的耐水性最差，本发明的环保防水树脂涂料的耐水性最好，随着新型疏水物质GC添加量的增加，涂层的耐水性和抗菌性能得到显著的增强，因为本发明在水性环氧树脂基体中接枝本发明的疏水性分子，具有强大的疏水能力；同样，相比之下，实施例的附着力和吸水率也相比其他的填料的性能强，因为本发明，将疏水分子接枝在水性环氧树脂基体上，形成一种交联结构，提高其力学性能，交联结构的产生，阻止分子链的运动，使其吸水率降低。
Claims (10)
1.一种水性环保防水涂料，其特征在于，所述水性环保防水涂料是通过二元酸钠连接改性牻牛儿醇和改性肉桂醛，再与水性环氧树脂复合而成。
2.一种水性环保防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）改性牻牛儿醇的制备
将牻牛儿醇、甘氨酸加入水中，搅拌均匀后加入卤化氢溶液，升温反应后，经洗涤、烘干，得改性牻牛儿醇；
（2）改性肉桂醛的制备
将肉桂醛、丝氨酸加入水中，搅拌均匀后加入卤化氢溶液，升温反应后，经洗涤、烘干，得改性肉桂醛；
（3）新型疏水物质GC的制备
将改性牻牛儿醇、改性肉桂醛加入水中，搅拌均匀后再加入二元酸钠，反应后，经洗涤、烘干，得新型疏水物质GC；
（4）水性环保防水涂料的制备
将新型疏水物质GC、水和水性环氧树脂混合，搅拌均匀，得水性环保防水涂料。
3.根据权利要求2所述的水性环保防水涂料的制备方法，其特征在于，所述牻牛儿醇、甘氨酸、水的质量比为（20 -30）：（15-40）：（100-130）；所述牻牛儿醇（g）与卤化氢溶液（ml）的比为1:1。
4.根据权利要求2所述的水性环保防水涂料的制备方法，其特征在于，所述肉桂醛、丝氨酸、水的质量比为（20-35）：（15-45）：（100-120）；所述肉桂醛（g）与卤化氢溶液（ml）的比为（20-35）：（20-30）。
5.根据权利要求2所述的水性环保防水涂料的制备方法，其特征在于，所述改性牻牛儿醇、改性肉桂醛和水和的质量比为（20-35）：（15-30）：（100-120）；所述改性牻牛儿醇（g）和二元醇钠（mol）的比（20-35）：（0.3-0.4）。
6.根据权利要求2所述的水性环保防水涂料的制备方法，其特征在于，所述所述新型疏水物质GC、水和水性环氧树脂的质量比为（20-30）：（100-120）：（120-140）。
7.根据权利要求2所述水性环保防水涂料的制备方法，其特征在于，所述卤化氢溶液为5%质量浓度的HCl、HBr、HI溶液中的一种。
8.根据权利要求2所述的水性环保防水涂料的制备方法，其特征在于，所述二元酸钠溶液为草酸钠、丙二酸钠、丁二酸钠溶液中的一种或几种，摩尔浓度均为10mol/L。
9.根据权利要求2所述的水性环保防水涂料的制备方法，其特征在于，所述的水性环氧树脂为828水性环氧树脂、862水性环氧树脂、3522-W-60A水性环氧树脂、3540-WY-55A水性环氧树脂中的一种或几种。
10.根据权利要求2所述的性环保防水涂料的制备方法，其特征在于，所述搅拌均为磁力搅拌，速度为300-400r/min；所述洗涤均为使用蒸馏水抽滤洗涤；所述烘干均为在60-80℃烘干8-10h；所述（1）中升温至80-90℃，反应8-9h；所述（2）中升温至80-90℃下反应8-9h；所述（3）中，加入二元酸钠后反应5-6h；所述（4）中，室温下搅拌5-10min即可。
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