本发明属于高分子材料领域，涉及一种中低温固化水性环氧耐磨涂料及其制备方法。
背景技术：
：传统的环氧树脂涂料具有附着力高、耐腐蚀性和耐溶剂性能优异、硬度高、耐磨性好等优点，但其在使用过程中必须用到有机溶剂，因此体系中含有有机挥发物，不但会对环境造成严重污染，而且对人体健康也存在着极大威胁。现有的水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工方便等优点，但存在着固化不均匀、漆膜韧性强度低以及耐磨性能差等问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种中低温固化水性环氧耐磨涂料，该涂料具有良好的稳定性、耐磨性和耐腐蚀性，在中低温的条件下固化，可大大提高漆膜的干燥速度，同时保证了漆膜具有良好的致密性、平滑性以及柔韧性，进一步提高了漆膜的强度、耐腐蚀性、抗刮耐磨性以及对不同基材的附着力。本发明的技术方案如下：一种中低温固化水性环氧耐磨涂料，包括以下按重量份数计算的组分：水性环氧树脂40-45份；丙烯酸改性水性聚氨酯15-20份；聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯分散液18-35份；成膜助剂1-2份；固化剂8-15份；附着力促进剂0.5-1份；改性填料15-20份；助剂0.5-5份；水60-80份。进一步的，所述聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯分散液的制备方法为：将12-28份石墨烯加入150-200份浓度为10-15%的乙烯吡咯烷酮水溶液中，混合均匀后移置高压反应釜中，在温度为270-320℃，压强为7.2-8.5mpa的条件下，搅拌反应18-36h后冷却至室温，离心取上清液，即得乙烯吡咯烷酮/石墨烯分散液。进一步的，所述成膜助剂为聚乙烯醇。进一步的，所述固化剂包括环氧固化剂、水性改性胺固化剂。进一步的，所述附着力促进剂为硅烷、钛酸盐、锆酸盐、羧基磷酸酯中的一种。进一步的，所述改性填料的制备方法为：将8-11份填料、15-20份壳聚糖溶于100-120份浓度为2-5%乙酸水溶液中，混合均匀后制得混合溶液a；将18-25份柠檬酸钠溶于75-150份浓度为1-1.5%氢氧化钠水溶液中，制得混合溶液b；将混合溶液b滴加于混合溶液a中，浸泡交联10-16h后，干燥研磨制得改性填料。进一步的，所述填料为al2o3、磷酸锌、磷酸铝以及滑石粉，al2o3、磷酸锌、磷酸铝、滑石粉质量比为1-2：2-3：3-5：1-3。进一步的，所述助剂包括消泡剂、流平剂、增稠剂、闪锈抑制剂、基材湿润剂。一种所述的中低温固化水性环氧耐磨涂料的制备方法，包括以下步骤：将水性环氧树脂、丙烯酸改性水性聚氨酯加入水中，搅拌20-30min，加入石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮、改性填料，搅拌30-60min后进行分散研磨60-90min，用200目滤网过滤，在滤液中加入成膜助剂、固化剂、助剂、附着力促进剂，搅拌30-40min后制得中低温固化水性环氧耐磨涂料。本发明具有如下有益效果：本发明选用的水性环氧树脂、丙烯酸改性水性聚氨酯配合固化剂、聚乙烯醇，提高了涂膜的交联密度，涂料在中低温条件下固化，可大大提高涂膜的固化速度，同时保证了漆膜的致密性、平滑性以及柔韧性。本发明选用的乙烯吡咯烷酮/石墨烯分散液，解决了石墨烯在体系中易沉降聚团的问题，其具有良好稳定性，可在涂料中均匀分散，同时可有效提高涂料抗刮耐磨性能以及耐腐蚀性能。本发明选用的改性填料，可有效提高涂膜的硬度和抗刮耐磨性能，通过将填料包覆于柠檬酸钠和壳聚糖形成的凝胶中，提高了填料在涂料中的稳定性和分散性，不影响涂膜的平滑性和光泽度，同时提高了涂膜的致密性，保证了涂膜强度和力学性能良好。配合附着力促进剂，进一步提高了涂膜的致密性以及对不同基材表面的附着力，使涂料具有良好的施工性能。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。实施例下表为本发明中低温固化水性环氧耐磨涂料3个实施例的配方表（单位：份）。组分实施例1实施例2实施例3水性环氧树脂404245丙烯酸改性水性聚氨酯151820聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯分散液182535聚乙烯醇11.52固化剂环氧固化剂8份环氧固化剂12份水性改性胺固化剂15份附着力促进剂锆酸盐0.5份钛酸盐0.7份羧基磷酸酯1份改性填料15份，其中al2o3、磷酸锌、磷酸铝、滑石粉质量比为1：2：3：118份，其中al2o3、磷酸锌、磷酸铝、滑石粉质量比为1：3：4：220份，其中al2o3、磷酸锌、磷酸铝、滑石粉质量比为2：3：5：3闪锈抑制剂0.52.55水607080。其中，所述聚乙烯吡咯烷酮/石墨烯分散液的制备方法为：将12-28份石墨烯加入150-200份浓度为10-15%的乙烯吡咯烷酮水溶液中，混合均匀后移置高压反应釜中，在温度为270-320℃，压强为7.2-8.5mpa的条件下，搅拌反应18-36h后冷却至室温，离心取上清液，即得乙烯吡咯烷酮/石墨烯分散液。所述改性填料的制备方法为：将8-11份填料、15-20份壳聚糖溶于100-120份浓度为2-5%乙酸水溶液中，混合均匀后制得混合溶液a；将18-25份柠檬酸钠溶于75-150份浓度为1-1.5%氢氧化钠水溶液中，制得混合溶液b；将混合溶液b滴加于混合溶液a中，浸泡交联10-16h后，干燥研磨制得改性填料。一种所述的中低温固化水性环氧耐磨涂料的制备方法，包括以下步骤：将水性环氧树脂、丙烯酸改性水性聚氨酯加入水中，搅拌20-30min，加入石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮、改性填料，搅拌30-60min后进行分散研磨60-90min，用200目滤网过滤，在滤液中加入成膜助剂、固化剂、助剂、附着力促进剂，搅拌30-40min后制得中低温固化水性环氧耐磨涂料。对比例下表为本发明中低温固化水性环氧耐磨涂料3个对比例的配方表（单位：份），制备方法为本领域常规的混合分散。组分对比例1对比例2对比例3水性环氧树脂404245丙烯酸改性水性聚氨酯151820石墨烯81014聚乙烯吡咯烷酮101521成膜助剂聚乙烯醇，1份丙二醇丁醚，1.5份丙二醇甲醚醋酸酯，2份固化剂环氧固化剂8份环氧固化剂12份水性改性胺固化剂15份附着力促进剂锆酸盐0.5份钛酸盐0.7份羧基磷酸酯1份填料15份，其中al2o3、磷酸锌、磷酸铝、滑石粉质量比为1：2：3：1滑石粉，18份20份，其中al2o3、磷酸锌、高钛灰、长石粉质量比为2：3：5：3闪锈抑制剂0.52.55水607080。对本发明中低温固化水性环氧耐磨涂料的实施例1-3和对比例1-3进行性能检测，检测项目如下：光泽度：不同强度太阳光下60度角目测；附着力：按《gb/t9286-1998》进行测试；干燥速度：按国标《gb/t1728–1979》吹棉球法进行测试；硬度：按《gb6739—86涂膜硬度铅笔测定法》进行测试；盐雾试验：2500小时中性盐雾试验；附着力：按国标《gb9286-1988》通过对涂膜表面进行百格法测试；柔韧性：按《gbt1731-1993》漆膜柔韧性测定法测试；抗冲击：按《gb/t1732-93》漆膜耐冲击测定法进行测试；耐水：按《gbt1733-1993》漆膜耐水性测定法甲法测试；耐磨性：按《gb/t1768-2006》进行测试，1000g/1000r，砂轮型号：cs-17；耐热：按《gb/t26461-2011》中4.7规定进行测试；耐乙醇：按500克/平方厘米，99.6%酒精来回磨擦一个来回算一次，行程2~3厘米；耐酸性：按《gb/t9274-1988》进行测试，测试条件为10%硫酸25℃，168h；耐碱性：按《gb/t9274-1988》进行测试，测试条件为10%烧碱25℃，168h；耐盐水性：按《gb/t9274-1988》进行测试，测试条件为85%氯化钠25℃，168h。测试结果如下表：可见，本发明中低温固化水性环氧耐磨涂料在中低温固化漆膜干燥速度快，硬度高，抗冲击强度高，具有良好的附着力、柔韧性、耐盐雾性能、耐热性能、耐水性能、耐乙醇性能以及耐酸碱盐性能。本发明中低温固化水性环氧耐磨涂料具有良好的稳定性、耐磨性和耐腐蚀性，在中低温的条件下固化，可大大提高漆膜的干燥速度，同时保证了漆膜具有良好的致密性、平滑性以及柔韧性，进一步提高了漆膜的强度、耐腐蚀性、抗刮耐磨性以及对不同基材的附着力。当前第1页1 2 3