一种稀土溶胶型水性涂料的制备方法与流程

文档序号:11211863阅读:798来源:国知局

本发明属于涂料领域,具体涉及一种稀土溶胶型水性涂料的制备方法。



背景技术:

传统的溶剂型漆中加进了大量的有机溶剂如苯、甲苯、二甲苯等,大多为易燃易爆的有毒物质,长期吸入人体会导致疲劳、丧失记忆以及神经系统疾病,严重者可以致癌。有机挥发物直接排放到大气中,在紫外线的辐射下会产生光化学烟雾、形成酸雨,对大气造成很严重的污染,被认为是大气污染的主要来源之一。随着整个社会对环境保护和劳动保护意识的加强,世界各国相继制定了限制voc排放的法律法规。研究开发资源利用率高、环保无公害防腐漆(如水性防腐漆、高固体分漆、粉末漆等)以代替传统溶剂型防腐漆、以低毒或无毒的长效防锈颜料(如磷酸盐、铁酸盐、偏硼酸盐、铝酸盐、硅酸盐等)代替红丹、铬酸盐等高毒防锈颜料已成为防腐漆的发展趋势;

同时为了提高水性环氧涂料的表面强度、抗冲击强度等力学性能,往往在其中添加二氧化硅、膨润土等无机填料,这些无机填料与环氧树脂的分散性较差,容易形成团聚,造成成品涂料的进行性差,有沉积,同时造成涂膜表面不均匀,有颗粒等现象出现,降低了成品的品质;

申请号201510399966.1,公开了一种新型水性环氧防腐涂料:该涂料由以下重量份的组分组成,环氧树脂30-32份、丁醇32-34份、过氧化苯甲酰0.8-1.0份、α-甲基丙烯酸4-6份、丙烯酸丁酯1.3-1.5份、苯乙烯1.4份、蒸馏水72-78份、氨水2-6份、去离子水30-42份、二氧化钛12-14份、滑石粉3-5份、碳酸钙5-13份、丙二醇4-8份、分散剂0.3-0.5份、消泡剂0.2-0.4份、膨润土2.1-2.3份和硅油0.8-1.2份,其是将二氧化钛、滑石粉、碳酸钙、丙二醇、分散剂、膨润土、硅油、去离子水混合,搅拌均匀后与水性环氧-丙烯酸乳液共混,容易造成无机填料的沉积,影响了涂料的均匀性和稳定性。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种稀土溶胶型水性涂料的制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种稀土溶胶型水性涂料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取0.1-0.2重量份的柠檬酸镧、0.1-0.12重量份的硝酸铈混合,加入到混合料重量20-30倍的去离子水中,搅拌均匀,加入3-4重量份的油酸,升高温度为60-70℃,保温搅拌10-20分钟,得稀土油酸溶液;

(2)取13-20重量份的正硅酸四乙酯,加入到其重量15-20倍的去离子水中,搅拌均匀,加入0.8-2重量份的蓖麻酸钙,在46-50℃下保温搅拌1-2小时,加入0.6-2重量份的酰胺分散液,搅拌10-20分钟,得酰胺溶胶;

(3)取6-10重量份的轻质碳酸钙,加入到其重量3-5倍的无水乙醇中,加入8-10重量份的三羟甲基丙烷,超声10-15分钟,与稀土油酸溶液混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,加入0.7-1重量份的过氧化苯甲酸,调节反应釜温度为130-140℃,保温搅拌1-2小时,出料,得酯化碳酸钙;

(4)取上述酯化碳酸钙,与1-2重量份的二甲胺混合,加入到混合料重量1.6-2倍的四氢呋喃中,在60-65℃下保温搅拌40-50分钟,过滤,将沉淀水洗,真空90-100℃下干燥1-2小时,冷却至常温,得胺酯化碳酸钙;

(5)取120-140重量份的环氧树脂e44、3-4重量份的硬脂酸混合,加入到混合料重量10-13倍的去离子水中,送入到反应釜中,通入氮气,在60-70℃下保温搅拌1-2小时,出料冷却,得羧基化环氧溶液;

(6)取上述羧基化环氧溶液、胺酯化碳酸钙混合,搅拌均匀,升高温度为70-80℃,保温搅拌20-30分钟,与上述酰胺溶胶混合,4000-5000转/份搅拌1-2小时,即得所述稀土溶胶型水性涂料。

所述的酰胺分散液的制备方法为:将0.4-1重量份的二月桂酸二丁基锡、10-15重量份的双丙酮丙烯酰胺混合,加入到混合料重量1.4-2倍的、5-6%的碳酸氢钠水溶液中,在70-80℃下保温搅拌20-30分钟,即得。

本发明的优点:

本发明将稀土原料柠檬酸镧、硝酸铈混合,通过油酸化处理,然后将正硅酸四乙酯在双丙酮丙烯酰胺水溶液中水解,得到酰胺溶胶,然后将轻质碳酸钙通过三羟甲基丙烷处理,与油酸化的稀土混合,通过过氧化苯甲酸的催化作用,得酯化碳酸钙,然后再通过二甲胺处理,得到胺酯化碳酸钙,再将环氧树脂通过硬脂酸处理,将其表面的羧基与胺酯化碳酸钙反应,得到交联化的环氧溶液,通过羧基与碳酸钙表面的胺基交联,将碳酸钙与环氧树脂很好的相容,有效的降低了团聚,提高了成品涂料的稳定性,本发明加入的稀土金属离子会与金属基材表面发生吸氧腐蚀产生的oh-络合产生不溶性络合物,该络合物会进一步脱水形成氧化物沉淀到基材表面,提高涂膜的防腐蚀性能。

具体实施方式

实施例1

(1)取0.2重量份的柠檬酸镧、0.12重量份的硝酸铈混合,加入到混合料重量30倍的去离子水中,搅拌均匀,加入4重量份的油酸,升高温度为70℃,保温搅拌20分钟,得稀土油酸溶液;

(2)取20重量份的正硅酸四乙酯,加入到其重量20倍的去离子水中,搅拌均匀,加入2重量份的蓖麻酸钙,在50℃下保温搅拌2小时,加入2重量份的酰胺分散液,搅拌20分钟,得酰胺溶胶;

(3)取10重量份的轻质碳酸钙,加入到其重量5倍的无水乙醇中,加入10重量份的三羟甲基丙烷,超声15分钟,与稀土油酸溶液混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,加入1重量份的过氧化苯甲酸,调节反应釜温度为140℃,保温搅拌2小时,出料,得酯化碳酸钙;

(4)取上述酯化碳酸钙,与2重量份的二甲胺混合,加入到混合料重量2倍的四氢呋喃中,在65℃下保温搅拌50分钟,过滤,将沉淀水洗,真空100℃下干燥2小时,冷却至常温,得胺酯化碳酸钙;

(5)取140重量份的环氧树脂e44、4重量份的硬脂酸混合,加入到混合料重量13倍的去离子水中,送入到反应釜中,通入氮气,在70℃下保温搅拌2小时,出料冷却,得羧基化环氧溶液;

(6)取上述羧基化环氧溶液、胺酯化碳酸钙混合,搅拌均匀,升高温度为80℃,保温搅拌30分钟,与上述酰胺溶胶混合,5000转/份搅拌2小时,即得所述稀土溶胶型水性涂料。

所述的酰胺分散液的制备方法为:将1重量份的二月桂酸二丁基锡、10-15重量份的双丙酮丙烯酰胺混合,加入到混合料重量2倍的、6%的碳酸氢钠水溶液中,在80℃下保温搅拌30分钟,即得。

实施例2

(1)取0.1重量份的柠檬酸镧、0.1重量份的硝酸铈混合,加入到混合料重量20倍的去离子水中,搅拌均匀,加入3重量份的油酸,升高温度为60℃,保温搅拌10分钟,得稀土油酸溶液;

(2)取13重量份的正硅酸四乙酯,加入到其重量15倍的去离子水中,搅拌均匀,加入0.8重量份的蓖麻酸钙,在46℃下保温搅拌1小时,加入0.6重量份的酰胺分散液,搅拌10分钟,得酰胺溶胶;

(3)取6重量份的轻质碳酸钙,加入到其重量3倍的无水乙醇中,加入8重量份的三羟甲基丙烷,超声10分钟,与稀土油酸溶液混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,加入0.7重量份的过氧化苯甲酸,调节反应釜温度为130℃,保温搅拌1小时,出料,得酯化碳酸钙;

(4)取上述酯化碳酸钙,与1重量份的二甲胺混合,加入到混合料重量1.6倍的四氢呋喃中,在60℃下保温搅拌40分钟,过滤,将沉淀水洗,真空90℃下干燥1小时,冷却至常温,得胺酯化碳酸钙;

(5)取120重量份的环氧树脂e44、3重量份的硬脂酸混合,加入到混合料重量10倍的去离子水中,送入到反应釜中,通入氮气,在60℃下保温搅拌1小时,出料冷却,得羧基化环氧溶液;

(6)取上述羧基化环氧溶液、胺酯化碳酸钙混合,搅拌均匀,升高温度为70℃,保温搅拌20分钟,与上述酰胺溶胶混合,4000转/份搅拌1小时,即得所述稀土溶胶型水性涂料。

所述的酰胺分散液的制备方法为:将0.4重量份的二月桂酸二丁基锡、10重量份的双丙酮丙烯酰胺混合,加入到混合料重量1.4倍的、5%的碳酸氢钠水溶液中,在70℃下保温搅拌20分钟,即得。

性能测试:

本发明涂料的粘结强度(n/mm2):9-10;

耐变压器油(1000h/105℃):漆膜无损坏;

抗冲击强度50-55kg.cm;

铅笔硬度:4h;

拉伸强度/pma:105-110;

传统水性环氧树脂涂料的性能测试:

粘结强度(n/mm2)为7.5、抗冲击强度为40kg.cm、铅笔硬度为3h、拉伸强度/pma为95;

可以看出,本发明的涂料具有更好的粘结强度,形成涂膜的具有更高的抗冲击强度、铅笔硬度、伸强度。

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