本发明公开了一种耐热水性塑胶涂料的制备方法，属于涂料
技术领域：
。
背景技术：
：随着涂料业的发展，对于涂料漆膜的性能要求越来越高，漆膜的防污能力是一项新的考核指标。作为玩具行业，漆膜的高疏水性，一方面能提高其防污性能，另一方面可增加观赏性和乐趣，满足广大玩具客户的需求。目前，已有研究将有机硅憎水剂引入塑胶涂料中从而提高漆膜防污性，但是其成品无法兼顾附着力和憎水性两个性能指标：若漆膜的附着力高，则漆膜的憎水性及防污性能则不好；若漆膜的防污性能好，则其附着力又不够。在塑胶涂料配方的设计中，最重要的一个内容就是根据性能要求，决定颜填料和基料的比例。颜料体积浓度就是塑胶涂料配方中的一个重要参数，其定义为在涂料的干膜中颜料和体质颜料所占的体积比。当pvc为某值时，成膜剂刚好填满颜料无规则紧密堆积所形成的空隙，此时的pvc被称为临界颜料体积浓度cpvc。cpvc是涂料配方中的一个重要技术指标：当塑胶涂料配方的pvc值高于cpvc时，成膜物质不足以填充颜料堆积形成的空隙，涂层的物理及化学性能将出现一个转折点。目前，uv塑胶涂料在手机、电脑外壳、化妆品包装、电动车塑料件、pvc贴面板、工艺品以及玩具等领域的涂装中也获得了成功的应用。随着国内经济的持续发展，人们生活水平提高，消费者对家电产品的环保、外观品质以及装饰效果提出了更高的要求。但是普通的uv塑胶涂料耐高低温性能差，易开裂。传统的溶剂型塑胶涂料被广泛应用于各种塑料的涂装领域，例如家用电器、汽车、家具、日用品等。溶剂型塑胶涂料施工固体份低，有机溶剂挥发量大，对环境造成污染。目前，水性塑胶涂料逐渐替代溶剂型塑胶涂料，随着环保要求的提高，水性塑胶涂料必然取代溶剂型塑胶涂料，具有广阔的市场前景。但目前市场上的水性塑胶涂料附着力差、干燥速度慢和耐热性差的缺陷。因此，需要发明一种耐热性好且附着力好水性塑胶涂料对涂料
技术领域：
是很有必要的。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前市场上的水性塑胶涂料附着力差、干燥速度慢和耐热性差的缺陷，提供了一种耐热水性塑胶涂料的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耐热水性塑胶涂料的制备方法为：向环氧树脂乳液中加入质量分数为30%的氨水，调节环氧树脂乳液ph为6.8～7.0，得到水性环氧树脂乳液，将水性环氧树脂乳液、二乙烯三胺、马来酸酐、环氧大豆油、精油微胶囊、混合石料、二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶置于高速分散机中，以3000～3500r/min的转速分散10～15min，得到耐热水性塑胶涂料；环氧树脂乳液制备方法为：将250～300g双酚a型环氧树脂和200～250ml质量分数为15%的柠檬酸三钠溶液置于带有通气口与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，并将三口烧瓶油浴加热升温至80～85℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，取300～350ml共溶剂加入三口烧瓶中，待双酚a型环氧树脂完全溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至140～150℃，得到环氧树脂乳液；精油微胶囊制备方法为：取啤酒废酵母，用无菌水清洗，将清洗后的啤酒废酵母放入高速离心机中，以5000～5500r/min的转速离心5～8min，弃去上层清液，得到酵母乳，将酵母乳与油画白精油按体积比为1︰3混合得到胶乳油，用无水乙醇洗涤胶乳油2～3次，将洗涤后的胶乳油放入设定温度为35～45℃的真空干燥箱中干燥3～4h，得到精油微胶囊；混合石料制备方法为：将白刚玉、莫来石加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为1～3mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入聚丙烯酸钠、二氧化锆、石墨烯，搅拌混合10～20min，再加入上述石粉废料，继续搅拌混合5～10min，得到混合石料，干燥后备用；二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶制备方法为：将20～30ml钛酸四丁酯、30～40ml正硅酸乙酯、40～50ml无水乙醇和30～35ml醋酸溶液混合得到溶液a，将30～35ml无水乙醇、20～30ml去离子水和15～20ml盐酸混合得到溶液b，将溶液a置于三口烧瓶中，启动搅拌器，以700～800r/min的转速开始搅拌分散，用滴液漏斗以3～4ml/min的滴加速率向三口烧瓶中滴加溶液b，滴加完毕后，继续搅拌4～5h，得到二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶，备用。耐热水性塑胶涂料各组分原料，按重量份数计，包括水性环氧树脂乳液40～50份、二乙烯三胺10～12份、马来酸酐15～18份、环氧大豆油10～15份、精油微胶囊20～25份、混合石料20～30份、备用二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶60～70份。环氧树脂乳液制备方法中乙二醇单丁醚与正丁醇混合体积比为2︰1。精油微胶囊制备方法中酵母乳与油画白精油混合体积比为1︰3。混合石料制备方法中混合石料各原料，按重量份数计，包括白刚玉40～50份、莫来石10～20份，聚丙烯酸钠0.3～0.5份、二氧化锆3～5份、石墨烯5～8份、石粉废料10～15份。混合石料制备方法中所用石粉废料的制备方法为：将纤蛇纹石尾矿和花岗岩废料混合，破碎过200目筛得到颗粒，随后置于马弗炉中，加热升温至550～600℃，煅烧2～3h，自然冷却至室温后放入球磨罐中以400～500r/min的转速，球磨至颗粒粒度为25～40μm，控制球料质量比为5︰1，得到石粉废料。纤蛇纹石尾矿和花岗岩废料混合质量比为3︰1。二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶制备方法中醋酸溶液质量分数为95%，盐酸质量分数为10%。本发明的有益效果是：（1）本发明用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、无水乙醇和醋酸溶液混合配制溶液a，用无水乙醇、去离子水、盐酸混合配制溶液b，将溶液a滴加至溶液b中发生反应，得到二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶，将纤蛇纹石尾矿和花岗岩废料破碎并混合煅烧得到石粉废料，将啤酒废酵母离心并清洗得到乳白色酵母乳，将乳白色酵母乳和百里香精油混合分散再干燥得到精油微胶囊，将环氧树脂、柠檬酸三钠溶液混合，掺入乙二醇单丁醚与正丁醇组成的共溶剂中，直至环氧树脂完全溶解，保温反应得到环氧树脂乳液，将环氧树脂乳液用氨水调节ph后得到水性环氧树脂乳液，将水性环氧树脂乳液、环氧大豆油、马来酸酐、精油微胶囊等其他添加剂混合，经过高速分散得到耐热水性塑胶涂料，本发明中环氧大豆油与马来酸酐反应时活性较强，使塑胶涂料的固化时间缩短，环氧大豆油与马来酸酐发生双键交联，形成低聚物，该低聚物和柠檬酸三钠都含有对称的给电子有机结构，固化过程中易与金属类基体表层金属发生络合，从而提高金属基体与塑胶涂料间的分子作用力，而且对塑料类基体表面空隙和凹处有填补功能，由于它的分子量较低，不会影响漆膜的透气呼吸功能，使塑胶涂料固化后漆膜的附着力大大提高；（2）本发明由于精油微胶囊中精油挥发性极强，精油可从微胶囊中缓慢释放出来，然后在塑胶涂料的水中微乳化，使水的液滴变小，便于水分挥发，并且精油的疏水性也有利于塑胶涂料中水的挥发，降低涂层固化的吸湿性，从而使塑胶涂料固化时表干时间缩短，减少生产周期，初步固化干燥后二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶会形成二氧化钛-二氧化硅薄膜，从而进一步提高涂料固化层的机械强度，此外，在固化交联前环氧大豆油会与马来酸酐在水性溶剂中互相水解，接枝生成聚羧酸分子结构，聚羧酸亲水性极强且本身具有较大的空间结构，在塑胶涂料中会产生较大的空间位阻，可以使塑胶涂料中石粉废料作为耐热填料的分散性能提高，形成高耐热性的涂层，具有广阔的应用前景。具体实施方式将20～30ml钛酸四丁酯、30～40ml正硅酸乙酯、40～50ml无水乙醇和30～35ml质量分数为95%的醋酸溶液混合得到溶液a，将30～35ml无水乙醇、20～30ml去离子水和15～20ml质量分数为10%的盐酸混合得到溶液b，将溶液a置于三口烧瓶中，启动搅拌器，以700～800r/min的转速开始搅拌分散，用滴液漏斗以3～4ml/min的滴加速率向三口烧瓶中滴加溶液b，滴加完毕后，继续搅拌4～5h，得到二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶。按质量比为3︰1将纤蛇纹石尾矿和花岗岩废料混合，破碎过200目筛得到颗粒，随后置于马弗炉中，加热升温至550～600℃，煅烧2～3h，自然冷却至室温后放入球磨罐中以400～500r/min的转速，球磨至颗粒粒度为25～40μm，控制球料质量比为5︰1，得到石粉废料；按重量份数计，将40～50份白刚玉、10～20份莫来石加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为1～3mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入0.3～0.5份聚丙烯酸钠、3～5份二氧化锆、5～8份石墨烯，搅拌混合10～20min，再加入20～25份耐火悬浮液和10～15份上述石粉废料，继续搅拌混合5～10min，得到混合石料；按重量份数计，取20～30份啤酒废酵母，用无菌水清洗，将清洗后的啤酒废酵母放入高速离心机中，以5000～5500r/min的转速离心5～8min，弃去上层清液，得到酵母乳，将酵母乳与油画白精油按体积比为1︰3混合得到胶乳油，用无水乙醇洗涤胶乳油2～3次，将洗涤后的胶乳油放入设定温度为35～45℃的真空干燥箱中干燥3～4h，得到精油微胶囊。将250～300g双酚a型环氧树脂和200～250ml质量分数为15%的柠檬酸三钠溶液置于带有通气口与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，并将三口烧瓶油浴加热升温至80～85℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，取300～350ml共溶剂加入三口烧瓶中，待双酚a型环氧树脂完全溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至140～150℃，得到环氧树脂乳液。向上述环氧树脂乳液中加入质量分数为30%的氨水，调节环氧树脂乳液ph为6.8～7.0，得到水性环氧树脂乳液，按重量份数计，将40～50份水性环氧树脂乳液、10～12份二乙烯三胺、15～18份马来酸酐、10～15份环氧大豆油、20～25份备用的精油微胶囊、20～30份备用混合石料、60～70份备用二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶置于高速分散机中，以3000～3500r/min的转速分散10～15min，得到耐热水性塑胶涂料。实例1二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶的制备：将20ml钛酸四丁酯、30ml正硅酸乙酯、40ml无水乙醇和30ml质量分数为95%的醋酸溶液混合得到溶液a，将30ml无水乙醇、20ml去离子水和15ml质量分数为10%的盐酸混合得到溶液b，将溶液a置于三口烧瓶中，启动搅拌器，以700r/min的转速开始搅拌分散，用滴液漏斗以3ml/min的滴加速率向三口烧瓶中滴加溶液b，滴加完毕后，继续搅拌4h，得到二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶。混合石料的制备：按质量比为3︰1将纤蛇纹石尾矿和花岗岩废料混合，破碎过200目筛得到颗粒，随后置于马弗炉中，加热升温至550℃，煅烧2h，自然冷却至室温后放入球磨罐中以400r/min的转速，球磨至颗粒粒度为25μm，控制球料质量比为5︰1，得到石粉废料；按重量份数计，将40份白刚玉、10份莫来石加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为1mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入0.3份聚丙烯酸钠、3份二氧化锆、5份石墨烯，搅拌混合10min，再加入20份耐火悬浮液和10份上述石粉废料，继续搅拌混合5min，得到混合石料。精油微胶囊的制备：按重量份数计，取20份啤酒废酵母，用无菌水清洗，将清洗后的啤酒废酵母放入高速离心机中，以5000r/min的转速离心5min，弃去上层清液，得到酵母乳，将酵母乳与油画白精油按体积比为1︰3混合得到胶乳油，用无水乙醇洗涤胶乳油2次，将洗涤后的胶乳油放入设定温度为35℃的真空干燥箱中干燥3h，得到精油微胶囊。环氧树脂乳液的制备：将250g双酚a型环氧树脂和200ml质量分数为15%的柠檬酸三钠溶液置于带有通气口与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，并将三口烧瓶油浴加热升温至80℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，取300ml共溶剂加入三口烧瓶中，待双酚a型环氧树脂完全溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至140℃，得到环氧树脂乳液。耐热水性塑胶涂料的制备：向上述环氧树脂乳液中加入质量分数为30%的氨水，调节环氧树脂乳液ph为6.8，得到水性环氧树脂乳液，按重量份数计，将40份水性环氧树脂乳液、10份二乙烯三胺、15份马来酸酐、10份环氧大豆油、20份备用的精油微胶囊、20份备用混合石料、60份备用二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶置于高速分散机中，以3000r/min的转速分散10min，得到耐热水性塑胶涂料。实例2二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶的制备：将25ml钛酸四丁酯、35ml正硅酸乙酯、45ml无水乙醇和32ml质量分数为95%的醋酸溶液混合得到溶液a，将32ml无水乙醇、25ml去离子水和17ml质量分数为10%的盐酸混合得到溶液b，将溶液a置于三口烧瓶中，启动搅拌器，以750r/min的转速开始搅拌分散，用滴液漏斗以3ml/min的滴加速率向三口烧瓶中滴加溶液b，滴加完毕后，继续搅拌4.5h，得到二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶。混合石料的制备：按质量比为3︰1将纤蛇纹石尾矿和花岗岩废料混合，破碎过200目筛得到颗粒，随后置于马弗炉中，加热升温至570℃，煅烧2.5h，自然冷却至室温后放入球磨罐中以450r/min的转速，球磨至颗粒粒度为32μm，控制球料质量比为5︰1，得到石粉废料；按重量份数计，将45份白刚玉、15份莫来石加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为2mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入0.4份聚丙烯酸钠、4份二氧化锆、7份石墨烯，搅拌混合15min，再加入22份耐火悬浮液和12份上述石粉废料，继续搅拌混合7min，得到混合石料。精油微胶囊的制备：按重量份数计，取25份啤酒废酵母，用无菌水清洗，将清洗后的啤酒废酵母放入高速离心机中，以5200r/min的转速离心7min，弃去上层清液，得到酵母乳，将酵母乳与油画白精油按体积比为1︰3混合得到胶乳油，用无水乙醇洗涤胶乳油2次，将洗涤后的胶乳油放入设定温度为40℃的真空干燥箱中干燥3.5h，得到精油微胶囊。环氧树脂乳液的制备：将270g双酚a型环氧树脂和220ml质量分数为15%的柠檬酸三钠溶液置于带有通气口与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，并将三口烧瓶油浴加热升温至82℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，取320ml共溶剂加入三口烧瓶中，待双酚a型环氧树脂完全溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至145℃，得到环氧树脂乳液。耐热水性塑胶涂料的制备：向上述环氧树脂乳液中加入质量分数为30%的氨水，调节环氧树脂乳液ph为6.9，得到水性环氧树脂乳液，按重量份数计，将45份水性环氧树脂乳液、11份二乙烯三胺、17份马来酸酐、12份环氧大豆油、22份备用的精油微胶囊、25份备用混合石料、65份备用二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶置于高速分散机中，以3400r/min的转速分散12min，得到耐热水性塑胶涂料。实例3二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶的制备：将30ml钛酸四丁酯、40ml正硅酸乙酯、50ml无水乙醇和35ml质量分数为95%的醋酸溶液混合得到溶液a，将35ml无水乙醇、30ml去离子水和20ml质量分数为10%的盐酸混合得到溶液b，将溶液a置于三口烧瓶中，启动搅拌器，以800r/min的转速开始搅拌分散，用滴液漏斗以4ml/min的滴加速率向三口烧瓶中滴加溶液b，滴加完毕后，继续搅拌5h，得到二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶。混合石料的制备：按质量比为3︰1将纤蛇纹石尾矿和花岗岩废料混合，破碎过200目筛得到颗粒，随后置于马弗炉中，加热升温至600℃，煅烧3h，自然冷却至室温后放入球磨罐中以500r/min的转速，球磨至颗粒粒度为40μm，控制球料质量比为5︰1，得到石粉废料；按重量份数计，将50份白刚玉、20份莫来石加入到粉碎机中粉碎至颗粒直径为3mm后倒入混砂机中，再向混砂机中加入0.5份聚丙烯酸钠、5份二氧化锆、8份石墨烯，搅拌混合20min，再加入25份耐火悬浮液和15份上述石粉废料，继续搅拌混合10min，得到混合石料。精油微胶囊的制备：按重量份数计，取30份啤酒废酵母，用无菌水清洗，将清洗后的啤酒废酵母放入高速离心机中，以5500r/min的转速离心8min，弃去上层清液，得到酵母乳，将酵母乳与油画白精油按体积比为1︰3混合得到胶乳油，用无水乙醇洗涤胶乳油3次，将洗涤后的胶乳油放入设定温度为45℃的真空干燥箱中干燥4h，得到精油微胶囊。环氧树脂乳液的制备：将300g双酚a型环氧树脂和250ml质量分数为15%的柠檬酸三钠溶液置于带有通气口与恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，并将三口烧瓶油浴加热升温至85℃，将乙二醇单丁醚与正丁醇按体积比为2︰1混合得到共溶剂，取350ml共溶剂加入三口烧瓶中，待双酚a型环氧树脂完全溶解后，在氮气保护下，继续油浴加热升温至150℃，得到环氧树脂乳液。耐热水性塑胶涂料的制备：向上述环氧树脂乳液中加入质量分数为30%的氨水，调节环氧树脂乳液ph为7.0，得到水性环氧树脂乳液，按重量份数计，将50份水性环氧树脂乳液、12份二乙烯三胺、18份马来酸酐、15份环氧大豆油、25份备用的精油微胶囊、30份备用混合石料、70份备用二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶置于高速分散机中，以3500r/min的转速分散15min，得到耐热水性塑胶涂料。对比例1：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少精油微胶囊。对比例2：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少二氧化硅/二氧化钛复合水溶胶。对比例3：上海某公司生产的耐热水性塑胶涂料。耐热性测试按gb/t1768-89标准进行检测；附着力测试按gb/t9286的标准进行检测；干燥速度测试按gb/t1728的标准进行检测。表1塑胶涂料性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3耐热性无龟裂、脱落、起泡、变形无龟裂、脱落、起泡、变形无龟裂、脱落、起泡、变形轻微龟裂、脱落、起泡、变形明显龟裂、脱落、起泡、变形轻微龟裂、脱落、起泡、变形附着力（级）000322表干时间（min）131312252022实干时间（h）666877根据上述检测数据可知本发明的耐热水性塑胶涂料附着力好，耐热性好，表面无龟裂、脱落、起泡、变形现象，干燥速度快，表干和实干时间短，具有广阔的应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12