CN111073372A - 一种季铵盐改性水性涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种季铵盐改性水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：改性环氧树脂100‑130、三氯化磷2‑4、十二烷基三甲基氯化铵1‑3、硼砂3‑5、纳米复合填料20‑30、辛基异噻唑啉酮1‑2，本发明不仅能够提高各原料的水分散性能，而且还可以进一步提高成品涂料的抑菌性能。

Description

一种季铵盐改性水性涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种季铵盐改性水性涂料及其制备方法。
背景技术
随着人们物质生活水平的提高及科技的快速发展，环保问题和由此带来的健康和环境污染问题越来越引起人们的重视。而涂料在装饰装修中应用的越来越多，为了提高涂料的质量，越来越多的涂料使用环保材料，环保涂料越来越受到人们的欢迎，水性涂料以其无毒环保、无气味、可挥发物极少、不燃不爆的高安全性、不黄变、涂刷面积大等优点，随着人们环保意识的增强，越来越受到市场的欢迎；
环氧树脂用于防腐蚀涂料中以液体树脂所占份额最大，但目前工业上使用的涂料大部分是溶剂型涂料，常规溶剂型涂料多以芳烃、酯类、醇类、酮类等作为溶剂，这些溶剂均具有不同程度的毒性，而且挥发物直接排入空气，对环境污染较重。随着人们环保意识的增强，不含有机溶剂或低VOC的新型防腐蚀涂料如粉末涂料、无溶剂涂料和水性涂料等绿色涂料相继被开发。粉末涂料因固化条件较为苛刻，从而限制了它的发展；无溶剂环氧涂料在无溶剂化涂料领域是比较成功的，只是近年来在活性稀释剂的低毒性和固化剂的安全可靠性等方面受到了挑战，正在改善之中；而水性环氧涂料除了秉承溶剂型涂料的诸多优点外，正在向提高性能、减少污染、扩大应用等方面发展，其领域己涵盖机车、航空、食品、建筑等，因此水性环氧涂料是近年来发展十分迅速的一个领域；
然而，随着水性涂料的不断发展，其抑菌性能就受到广泛关注，然而如何提高成品的抑菌性能是目前研究的重点。
发明内容
本发明的目的是提供一种季铵盐改性水性涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种季铵盐改性水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
改性环氧树脂100-130、三氯化磷2-4、十二烷基三甲基氯化铵1-3、硼砂3-5、纳米复合填料20-30、辛基异噻唑啉酮1-2。
所述改性环氧树脂是由下述重量份的原料组成的：
环氧树脂E5150-60、三乙胺2-3、8-羟基喹啉0.7-1、聚山梨酯0.1-0.3。
所述改性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取8-羟基喹啉，加入到其重量20-29倍的异丙醇中，搅拌均匀，得醇分散液；
(2)取三乙胺，加入到其重量35-40倍的去离子水中，搅拌均匀；
(3)取环氧树脂E51，加入到上述醇分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为55-60℃，保温搅拌2.5-3小时，出料，加入上述三乙胺水溶液、聚山梨酯，在70-80℃下保温搅拌10-20分钟，冷却至常温，即得所述改性环氧树脂。
所述纳米复合填料是由下述重量份的原料组成的：
正硅酸乙酯100-120、2,2-二羟甲基丙酸4-7、三甲基羟乙基乙二胺2-3、苯并三氮唑0.1-0.3。
所述纳米复合填料的制备方法为：
取三甲基羟乙基乙二胺，加入到其重量80-90倍的、浓度为35-40％的乙醇水溶液中，超声5-10分钟，加入正硅酸乙酯，搅拌3-5小时，蒸馏除去乙醇，加入2,2-二羟甲基丙酸，升高温度为65-70℃，保温搅拌1-2小时，加入苯并三氮唑，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，即得。
所述真空干燥的温度为130-140℃，时间为3-4小时.
一种季铵盐改性水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取硼砂、纳米复合填料混合，送入到马弗炉中，在170-200℃下加热30-40分钟，出料冷却，磨成细粉，得磨料；
(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得抑菌溶液；
(3)取上述改性环氧树脂、抑菌溶液混合，搅拌均匀，加入磨料，加入十二烷基三甲基氯化铵、三氯化磷，升高温度为60-65℃，超声1-2小时，蒸馏除去乙醇，即得所述季铵盐改性水性涂料。
本发明的优点：
本发明首先将环氧树脂E51分散到8-羟基喹啉的异丙醇溶液中，然后与三乙胺的水溶液共混反应，得到胺化改性的环氧树脂溶液，之后以硼砂、纳米复合填料为磨料，分散到辛基异噻唑啉酮的醇溶液中，再与胺化改性的环氧树脂溶液共混，进行季铵盐改性，通过该改性，不仅能够提高各原料的水分散性能，而且还可以进一步提高成品涂料的抑菌性能。
具体实施方式
实施例1
一种季铵盐改性水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
改性环氧树脂100、三氯化磷2、十二烷基三甲基氯化铵1、硼砂3、纳米复合填料20、辛基异噻唑啉酮1。
所述改性环氧树脂是由下述重量份的原料组成的：
环氧树脂E5150、三乙胺2、8-羟基喹啉0.7、聚山梨酯0.1。
所述改性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取8-羟基喹啉，加入到其重量20倍的异丙醇中，搅拌均匀，得醇分散液；
(2)取三乙胺，加入到其重量35倍的去离子水中，搅拌均匀；
(3)取环氧树脂E51，加入到上述醇分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为55℃，保温搅拌2.5小时，出料，加入上述三乙胺水溶液、聚山梨酯，在70℃下保温搅拌10分钟，冷却至常温，即得所述改性环氧树脂。
所述纳米复合填料是由下述重量份的原料组成的：
正硅酸乙酯100、2,2-二羟甲基丙酸4、三甲基羟乙基乙二胺2、苯并三氮唑0.1。
所述纳米复合填料的制备方法为：
取三甲基羟乙基乙二胺，加入到其重量80倍的、浓度为35％的乙醇水溶液中，超声5分钟，加入正硅酸乙酯，搅拌3小时，蒸馏除去乙醇，加入2,2-二羟甲基丙酸，升高温度为65℃，保温搅拌1-2小时，加入苯并三氮唑，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，即得。
所述真空干燥的温度为130℃，时间为3小时。
一种季铵盐改性水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取硼砂、纳米复合填料混合，送入到马弗炉中，在170℃下加热30分钟，出料冷却，磨成细粉，得磨料；
(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得抑菌溶液；
(3)取上述改性环氧树脂、抑菌溶液混合，搅拌均匀，加入磨料，加入十二烷基三甲基氯化铵、三氯化磷，升高温度为60℃，超声1小时，蒸馏除去乙醇，即得所述季铵盐改性水性涂料。
实施例2
一种季铵盐改性水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
改性环氧树脂130、三氯化磷4、十二烷基三甲基氯化铵3、硼砂5、纳米复合填料30、辛基异噻唑啉酮2。
所述改性环氧树脂是由下述重量份的原料组成的：
环氧树脂E5160、三乙胺3、8-羟基喹啉1、聚山梨酯0.3。
所述改性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取8-羟基喹啉，加入到其重量29倍的异丙醇中，搅拌均匀，得醇分散液；
(2)取三乙胺，加入到其重量40倍的去离子水中，搅拌均匀；
(3)取环氧树脂E51，加入到上述醇分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60℃，保温搅拌3小时，出料，加入上述三乙胺水溶液、聚山梨酯，在80℃下保温搅拌20分钟，冷却至常温，即得所述改性环氧树脂。
所述纳米复合填料是由下述重量份的原料组成的：
正硅酸乙酯120、2,2-二羟甲基丙酸7、三甲基羟乙基乙二胺3、苯并三氮唑0.3。
所述纳米复合填料的制备方法为：
取三甲基羟乙基乙二胺，加入到其重量80-90倍的、浓度为35-40％的乙醇水溶液中，超声10分钟，加入正硅酸乙酯，搅拌5小时，蒸馏除去乙醇，加入2,2-二羟甲基丙酸，升高温度为70℃，保温搅拌2小时，加入苯并三氮唑，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，即得。
所述真空干燥的温度为140℃，时间为3-4小时。
一种季铵盐改性水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取硼砂、纳米复合填料混合，送入到马弗炉中，在200℃下加热40分钟，出料冷却，磨成细粉，得磨料；
(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得抑菌溶液；
(3)取上述改性环氧树脂、抑菌溶液混合，搅拌均匀，加入磨料，加入十二烷基三甲基氯化铵、三氯化磷，升高温度为65℃，超声2小时，蒸馏除去乙醇，即得所述季铵盐改性水性涂料。
性能测试：
将黄曲霉菌分别均匀涂布于涂有本发明实施例1的季铵盐改性水性涂料、本发明实施例2的季铵盐改性水性涂料、传统水性环氧树脂涂料的载玻片上，经24小时、48小时后用棉棒轻沾菌液后置于生理盐水中，振荡，取0.5ml于培养皿中，加入培养基，于培养箱中培养48小时；
测得，
本发明实施例1的季铵盐改性水性涂料经24小时的杀菌率为：79％；经48小时的杀菌率为：94％；
本发明实施例2的季铵盐改性水性涂料经24小时的杀菌率为：82％；经48小时的杀菌率为：97％；
传统水性环氧树脂涂料的季铵盐改性水性涂料经24小时的杀菌率为：41％；经48小时的杀菌率为：46％。

Claims (7)

1.一种季铵盐改性水性涂料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
改性环氧树脂100-130、三氯化磷2-4、十二烷基三甲基氯化铵1-3、硼砂3-5、纳米复合填料20-30、辛基异噻唑啉酮1-2。
2.根据权利要求1所述的一种季铵盐改性水性涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂是由下述重量份的原料组成的：
环氧树脂E5150-60、三乙胺2-3、8-羟基喹啉0.7-1、聚山梨酯0.1-0.3。
3.根据权利要求2所述的一种季铵盐改性水性涂料，其特征在于，所述改性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取8-羟基喹啉，加入到其重量20-29倍的异丙醇中，搅拌均匀，得醇分散液；
(2)取三乙胺，加入到其重量35-40倍的去离子水中，搅拌均匀；
(3)取环氧树脂E51，加入到上述醇分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为55-60℃，保温搅拌2.5-3小时，出料，加入上述三乙胺水溶液、聚山梨酯，在70-80℃下保温搅拌10-20分钟，冷却至常温，即得所述改性环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的一种季铵盐改性水性涂料，其特征在于，所述纳米复合填料是由下述重量份的原料组成的：
正硅酸乙酯100-120、2,2-二羟甲基丙酸4-7、三甲基羟乙基乙二胺2-3、苯并三氮唑0.1-0.3。
5.根据权利要求4所述的一种季铵盐改性水性涂料，其特征在于，所述纳米复合填料的制备方法为：
取三甲基羟乙基乙二胺，加入到其重量80-90倍的、浓度为35-40％的乙醇水溶液中，超声5-10分钟，加入正硅酸乙酯，搅拌3-5小时，蒸馏除去乙醇，加入2,2-二羟甲基丙酸，升高温度为65-70℃，保温搅拌1-2小时，加入苯并三氮唑，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，真空干燥，即得。
6.根据权利要求5所述的一种季铵盐改性水性涂料，其特征在于，所述真空干燥的温度为130-140℃，时间为3-4小时。
7.一种如权利要求1所述季铵盐改性水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取硼砂、纳米复合填料混合，送入到马弗炉中，在170-200℃下加热30-40分钟，出料冷却，磨成细粉，得磨料；
(2)取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量10-14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得抑菌溶液；
(3)取上述改性环氧树脂、抑菌溶液混合，搅拌均匀，加入磨料，加入十二烷基三甲基氯化铵、三氯化磷，升高温度为60-65℃，超声1-2小时，蒸馏除去乙醇，即得所述季铵盐改性水性涂料。
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