一种磁性散热水性环氧涂料的制备方法与流程

文档序号:11399886阅读:245来源:国知局

本发明属于涂料领域,具体涉及一种磁性散热水性环氧涂料的制备方法。



背景技术:

环氧树脂具有优异的耐化学腐蚀性,对众多底材具有极佳的附着力,能与多种固化剂固化,涂膜的致密性好、刚性强、耐热耐磨性都很好,在防腐涂料中占据着重要地位,通过添加不同的填料和调整固化剂品种,可以制成性能各异的环氧树脂防腐涂料、适用于不同的防腐场合,达到良好的保护效果。每年世界上约有40%的环氧树脂应用于制造环氧涂料,大部分应用于防腐领域。在我国,大约有30%-40%的环氧树脂被加工成各种各样的涂料,在船舶、土木工程、家用电器、机电工业等领域有着广泛的用途;

目前,随着广告行业的发展越来越迅速,广告展示的底板有木质板材、塑料板材、木塑板材、金属板材等,传统直接将广告采用喷印或者涂刷等方式容易造成严重的资源浪费,更换广告还需要进行清洗等处理,费时费力又不方便,因此本发明打算研究一种全新的磁性涂料,该涂料对于各种基材的粘结强度高,通过将基材表面赋予磁性,然后将广告做成磁性的贴膜,在更换广告时,只需要更换磁性贴膜即可,解决了传统的大面积需要经常更换画面的广告所面临的运输成本高,安装限时,费时和安装人力成本高的问题,同时本发明的涂料可以自由选择涂覆面积,根据广告贴膜的大小来对基材进行磁性涂覆,选择性好,实用性强,同时,本发明的涂料也可以用于广告贴膜的磁性涂覆,该贴膜也可以做成木质、塑料、金属等材质,然后采用本发明的涂料进行涂覆,改变了传统的广告展示模式,具有很好的社会效益。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有广告展示中存在的缺陷,提供一种用于广告展示的磁性散热水性环氧涂料的制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种磁性散热水性环氧涂料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取30-40重量份的六水三氯化铁,加入到其重量4-6倍的乙二醇中,搅拌均匀,加入0.7-1重量份的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷,升高温度为50-60℃,超声1-2小时,得环氧化铁盐分散液;

(2)取40-50重量份的甲基丙烯酸甲酯、30-34重量份的环氧丙醇混合,送入到不锈钢反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为90-105℃,搅拌反应1-2小时,加入20-26重量份的氨水、上述环氧化铁盐分散液,调节反应釜温度为150-160℃,继续搅拌反应3-4小时,出料冷却,得磁性掺杂缩水甘油酯;

(3)取上述磁性掺杂缩水甘油酯,加入到其重量3-4倍的环己醇中,搅拌均匀,加入1-1.3重量份的过氧化二异丙苯,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为60-70℃,搅拌反应16-20小时,滴加2.5-3重量份的双氧水,滴加完毕后调节反应釜温度为155-160℃,继续搅拌反应1-2小时,出料冷却,得磁性微孔聚缩水甘油酯;

(4)取10-14重量份的碳纳米管,加入到其重量20-30倍的混酸溶液中,升高温度为50-60℃,超声4-5小时,过滤,将沉淀水洗,真空100-110℃下干燥1-2小时,得活化碳纳米管;

(5)取上述活化碳纳米管,加入到其重量10-13倍的无水乙醇中,加入2-3重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷,在50-60℃下保温搅拌2-3小时,蒸馏除去乙醇,得氨化碳纳米管;

(6)取3-4重量份的硬脂酸,加入到其重量10-13倍的去离子水中,搅拌均匀,加入17-19重量份的环氧树脂e44,搅拌均匀,送入到反应釜中,调节反应釜温度为56-70℃,保温搅拌10-20分钟,通入氮气,加入0.3-0.4重量份的三氟化硼乙醚,搅拌反应3-4小时,出料冷却,得酸掺杂环氧树脂预聚物溶液;

(7)取上述氨化碳纳米管,加入到酸掺杂环氧树脂预聚物溶液中,超声10-20分钟,加入上述磁性微孔聚缩水甘油酯,送入到反应釜中,升高温度为150-160℃,保温搅拌2-3小时,期间每隔10-15分钟检测下反应釜中溶液的酸碱度,并通过加入乙酸或者氢氧化钠来保持酸碱度为11-13,出料冷却,得磁改性环氧树脂;

(8)取上述磁改性环氧树脂,与1-3重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯、180-200重量份的环氧树脂e44混合,搅拌均匀,加入混合料重量50-60%的去离子水,搅拌均匀,调节ph为6-7,1600-2000转/分搅拌1-2小时,即得所述磁性散热水性环氧涂料。

所述的混酸溶液为体积比为3-4:1的90-95%的硫酸、94-97%的硝酸混合组成的。

本发明的涂料在使用时,将磁性散热水性环氧涂料与其重量20-25%的三聚氰胺甲醛树脂固化剂混合,搅拌均匀,即可进行涂覆。

本发明的优点:

本发明首先采用六水三氯化铁为原料,通过环氧硅烷偶联剂改性,得到环氧化化铁盐分散液,然后以甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇为原料,在制备缩水甘油酯的过程中与环氧化铁盐分散液混合,加入的氨水不仅可以促进铁的沉淀,形成铁的氧化物,还可以作为甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇反应的催化剂,传统甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇反应的酯交换催化剂为胺类或甲醇锂、氰化钾等,胺类容易引入杂质,甲醇锂、氰化钾等反应剧烈,且有毒性,本发明采用的氨水作为催化剂,反应温和,无毒,成本低,然后将得到的磁性掺杂缩水甘油酯聚合,在聚合的过程中引入双氧水作为造孔剂,得磁性微孔聚缩水甘油酯;然后再将活化的碳纳米管通过氨基硅烷改性,得到氨基化碳纳米管,然后采用硬脂酸掺杂环氧树脂预处理,与氨基化碳纳米管混合,通过羧基与氨基的反应,得到酰胺化基团,然后将酰胺化基团与磁性微孔聚缩水甘油酯中的环氧基团在碱性、高温条件下反应,酰胺基能够打开磁性微孔聚缩水甘油酯中的环氧基团,从而连接在磁性微孔材料表面;

本发明首先将磁性铁氧化物分散到微孔聚缩水甘油酯中,改善了磁性无机原料与各原料的相容性,然后将氨基硅烷改性的碳纳米管与酸掺杂的树脂共混,通过羧基与氨基的反应,将碳纳米管与环氧树脂有效的结合,提高了碳纳米管无机原料与各原料的相容性,再通过酰胺基团与环氧基团的反应,将碳纳米管、环氧树脂的复合材料连接到了磁性微孔材料表面,不仅有效的改善了各无机原料的相容性,提高了成品的贮存稳定性,同时,碳纳米管与磁性材料表面的微孔还可以形成联通的通道,起到更好的散热效果;

本发明的涂料主要用于广告展示,通过将基材表面赋予磁性,然后将广告做成磁性的贴膜,在更换广告时,只需要更换磁性贴膜即可,解决了传统的大面积需要经常更换画面的广告所面临的运输成本高,安装限时,费时和安装人力成本高的问题,同时本发明的涂料可以自由选择涂覆面积,根据广告贴膜的大小来对基材进行磁性涂覆,选择性好,实用性强,同时,本发明的涂料也可以用于广告贴膜的磁性涂覆,该贴膜也可以做成木质、塑料、金属等材质,然后采用本发明的涂料进行涂覆,改变了传统的广告展示模式,具有很好的社会效益,本发明的涂料散热效果好,保证了广告贴膜在夏天、户外展示时不会出现不粘、脱落等现象,增强了对环境的适用性。

具体实施方式

实施例1

一种磁性散热水性环氧涂料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取40重量份的六水三氯化铁,加入到其重量6倍的乙二醇中,搅拌均匀,加入1重量份的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷,升高温度为50-60℃,超声2小时,得环氧化铁盐分散液;

(2)取50重量份的甲基丙烯酸甲酯、34重量份的环氧丙醇混合,送入到不锈钢反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为105℃,搅拌反应2小时,加入26重量份的氨水、上述环氧化铁盐分散液,调节反应釜温度为160℃,继续搅拌反应4小时,出料冷却,得磁性掺杂缩水甘油酯;

(3)取上述磁性掺杂缩水甘油酯,加入到其重量4倍的环己醇中,搅拌均匀,加入1.3重量份的过氧化二异丙苯,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为70℃,搅拌反应20小时,滴加3重量份的双氧水,滴加完毕后调节反应釜温度为160℃,继续搅拌反应2小时,出料冷却,得磁性微孔聚缩水甘油酯;

(4)取14重量份的碳纳米管,加入到其重量30倍的混酸溶液中,升高温度为60℃,超声5小时,过滤,将沉淀水洗,真空110℃下干燥2小时,得活化碳纳米管;

(5)取上述活化碳纳米管,加入到其重量13倍的无水乙醇中,加入3重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷,在60℃下保温搅拌3小时,蒸馏除去乙醇,得氨化碳纳米管;

(6)取4重量份的硬脂酸,加入到其重量13倍的去离子水中,搅拌均匀,加入19重量份的环氧树脂e44,搅拌均匀,送入到反应釜中,调节反应釜温度为70℃,保温搅拌20分钟,通入氮气,加入0.4重量份的三氟化硼乙醚,搅拌反应4小时,出料冷却,得酸掺杂环氧树脂预聚物溶液;

(7)取上述氨化碳纳米管,加入到酸掺杂环氧树脂预聚物溶液中,超声20分钟,加入上述磁性微孔聚缩水甘油酯,送入到反应釜中,升高温度为160℃,保温搅拌3小时,期间每隔15分钟检测下反应釜中溶液的酸碱度,并通过加入乙酸或者氢氧化钠来保持酸碱度为13,出料冷却,得磁改性环氧树脂;

(8)取上述磁改性环氧树脂,与3重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯、200重量份的环氧树脂e44混合,搅拌均匀,加入混合料重量60%的去离子水,搅拌均匀,调节ph为7,2000转/分搅拌2小时,即得所述磁性散热水性环氧涂料。

所述的混酸溶液为体积比为4:1的95%的硫酸、97%的硝酸混合组成的。

实施例2

一种磁性散热水性环氧涂料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取30重量份的六水三氯化铁,加入到其重量4倍的乙二醇中,搅拌均匀,加入0.7重量份的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷,升高温度为50℃,超声1小时,得环氧化铁盐分散液;

(2)取40重量份的甲基丙烯酸甲酯、30-34重量份的环氧丙醇混合,送入到不锈钢反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为90℃,搅拌反应1小时,加入20重量份的氨水、上述环氧化铁盐分散液,调节反应釜温度为150℃,继续搅拌反应3小时,出料冷却,得磁性掺杂缩水甘油酯;

(3)取上述磁性掺杂缩水甘油酯,加入到其重量3倍的环己醇中,搅拌均匀,加入1重量份的过氧化二异丙苯,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为60℃,搅拌反应16小时,滴加2.5重量份的双氧水,滴加完毕后调节反应釜温度为155℃,继续搅拌反应1小时,出料冷却,得磁性微孔聚缩水甘油酯;

(4)取10-14重量份的碳纳米管,加入到其重量20-30倍的混酸溶液中,升高温度为50-60℃,超声4-5小时,过滤,将沉淀水洗,真空100-110℃下干燥1-2小时,得活化碳纳米管;

(5)取上述活化碳纳米管,加入到其重量10倍的无水乙醇中,加入2重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷,在50℃下保温搅拌2小时,蒸馏除去乙醇,得氨化碳纳米管;

(6)取3重量份的硬脂酸,加入到其重量10倍的去离子水中,搅拌均匀,加入17重量份的环氧树脂e44,搅拌均匀,送入到反应釜中,调节反应釜温度为56℃,保温搅拌10分钟,通入氮气,加入0.3重量份的三氟化硼乙醚,搅拌反应3小时,出料冷却,得酸掺杂环氧树脂预聚物溶液;

(7)取上述氨化碳纳米管,加入到酸掺杂环氧树脂预聚物溶液中,超声10分钟,加入上述磁性微孔聚缩水甘油酯,送入到反应釜中,升高温度为150℃,保温搅拌2小时,期间每隔10分钟检测下反应釜中溶液的酸碱度,并通过加入乙酸或者氢氧化钠来保持酸碱度为11,出料冷却,得磁改性环氧树脂;

(8)取上述磁改性环氧树脂,与1重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯、180重量份的环氧树脂e44混合,搅拌均匀,加入混合料重量50%的去离子水,搅拌均匀,调节ph为6,1600转/分搅拌1小时,即得所述磁性散热水性环氧涂料。

所述的混酸溶液为体积比为3:1的90%的硫酸、94%的硝酸混合组成的。

性能测试:

本发明涂料无结块无沉积,涂层平整光滑无颗粒;

附着力:1级;

不透水性:0.3mpa、30min无渗透;

低温柔性:-25℃、30min,无裂纹、无断裂;

粘结强度:0.7-0.8mpa;

耐热度:100℃、30min,无流淌,无断裂;

涂膜的热导率:0.71-0.8w/m.k;

传统水性环氧涂料的附着力为2级、在100℃、30min下涂膜断裂,粘结强度为0.5-0.6mpa,热导率为0.45-0.6w/m.k。

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