一种水性环氧涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性环氧涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]涂料是指涂覆于物体表面，能与基材粘结并形成完整、坚韧保护膜的物料。自产生至今，涂料在建筑技术领域一直具有广泛的应用，其作用可以概括为三个方面，即对建筑物的保护作用、装饰作用以及其他特定功能作用。现有技术中，为实现对建筑物的保护，涂料应当针对使用环境、建筑物类别、基材特征进行设计，例如为提升木质建筑的防火性能，相关涂料应当具有一定的阻燃特性。
[0003]以铁塔为代表的铁质建筑长期处于户外环境，随着日晒、氧化、酸雨等因素的侵蚀，极易发生老化、损毁，因此应当采取一定的保护手段，尤其对于部分具有文物价值的铁质古建筑，更应当匹配有效的保护措施。现有技术中，对铁质建筑的保护是一项系统工程，而涂料保护是其中的关键环节。为实现对铁质建筑的有效保护，首先要求涂料自身与铁质基材密切配合，这就包括了涂料与铁质基材的结合力、成膜质量、固化速率等；此外还要求涂料自身具有优良的耐水、抗光老化、抗风沙侵蚀、耐盐雾等特征。现有技术的涂料产品一方面普遍未针对铁质建筑的基材特点和使用环境进行设计，与此同时，仅有的少量相关产品在耐盐雾性、防腐、抗风沙冲击、抗光老化等方面效果有待提升，更难以达到铁塔文物保护的要求。
【发明内容】
[0004]本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种水性环氧涂料及其制备方法，以解决现有技术中缺乏一种专用于铁质建筑物并起到保护作用的涂料的技术问题。
[0005]本发明解决的另一技术问题是提供一种用于铁质建筑文物保护的涂料。
[0006]本发明解决的再一技术问题是提升涂料对铁质建筑物的保护效果。
[0007]本发明解决的又一技术问题是提升涂料与铁质基材的结合力。
[0008]本发明解决的又一技术问题是提升涂料在铁质基材上的成膜质量。
[0009]本发明解决的又一技术问题是提升涂料的耐盐雾性能。
[0010]本发明解决的又一技术问题是提升涂料的防锈性能。
[0011 ]本发明解决的又一技术问题是提升涂料的耐磨性能。
[0012]本发明解决的又一技术问题是提升涂料抗光老化性能。
[0013]本发明解决的又一技术问题是提供上述涂料中所用到的用于提升涂料耐磨性的成分。
[0014]本发明解决的又一技术问题是进一步提升该成分的耐磨效果。
[0015]本发明解决的又一技术问题是提供上述涂料的制备方法。
[0016]本发明解决的又一技术问题是改善该制备方法中乙组分分散效果不佳。
[0017]为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案:
[0018]一种水性环氧涂料，由甲、乙两种组分按l:4(w/w)的比例组成，其中甲组分包括以下质量份的成分:氨基树脂5?10份，流平剂0.5?I份，蒸馏水10?15份；乙组分包括以下质量份的成分:水性环氧丙烯酸树脂15?25份，分散剂0.5?1.0份，消泡剂0.2?
0.8份，蒸馏水20?25份，铁黑5?10份，超细滑石粉5?10份，沉淀硫酸钡5?10份，磷酸锌5?10份，防锈剂I?2份，纳米MoS2耐磨剂10?20份，纳米CaCO 3紫外光吸收剂10?20份。
[0019]优选的，该涂料由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成:氨基树脂8份，流平剂I份，蒸馏水15份；乙组分由以下质量份的成分组成:水性环氧丙烯酸树脂15份，分散剂I份，消泡剂0.8份，蒸馏水25份，铁黑10份，超细滑石粉10份，沉淀硫酸钡5份，磷酸锌5份，防锈剂2份，纳米MoS2耐磨剂10份，纳米CaCO 3紫外光吸收剂10份。
[0020]在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述纳米0&0)3紫外光吸收剂平均粒度为42?48nm，更优的是45nm。
[0021]在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述纳米MoS2耐磨剂平均粒度为75?85nm，更优的是80nm。
[0022]在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述流平剂是乙二醇单丁醚。
[0023]在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述分散剂是德国毕克公司生产的型号为BYK190的分散剂。
[0024]在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述消泡剂是德国毕克公司生产的型号为BYK022的消泡剂。
[0025]在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述纳米MoS2耐磨剂是由以下方法制备的:
[0026]I)以硫粉为溶质，以0&、0:14的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入100 3纳米颗粒，所述MoO3纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1: (2?4)，充分搅拌后超声分散25?35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；
[0027]2)取步骤I)得到的包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8?
1.2Pa，通入H2S 0.3?0.6 X 10 5Pa,加热温度为680?720°C，保温50?70min，即得到纳米MoS^i磨剂。
[0028]在此基础上进一步优选的，步骤I)所述充分搅拌是以不低于500r/min的转速搅拌12?18min，更优的是15min。
[0029]在此基础上进一步优选的，步骤I)所述充分搅拌是尽可能强烈搅拌。
[0030]在此基础上进一步优选的，步骤I)所述充分搅拌是在某种搅拌条件下搅拌12?18min，更优的是15min。
[0031]在此基础上进一步优选的，步骤I)所述的MoO3纳米颗粒是以超声化学方法制备的。
[0032]在此基础上进一步优选的，步骤I)所述的此03纳米颗粒是类球形的。
[0033]本发明还提供了上述水性环氧涂料的一种制备方法，包括以下步骤:
[0034]I)纳米CaCO3紫外光吸收剂的制备:将CaCl 2和Na 20)3分别配制成溶液，取CaCL 2溶液，以每0.04mol CaCL2S质对应3?4g PEG-10000的比例向其中加入PEG-10000，充分溶解，向其中滴加Na2CO3溶液，Na 20)3溶液的滴加量以Ca 2+与CO 32—的摩尔量相等为准，滴加后再向其中加入1.8?2.2g分子量为200?400万的聚丙烯酸钠，充分溶解，而后室温陈化2.5?3.5h，而后离心取沉淀，洗涤、干燥，即得到所述纳米0&0)3紫外光吸收剂。
[0035]2)纳米MoS2耐磨剂的制备:以硫粉为溶质，以CS 2、0:14的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入1?003纳米颗粒，所述MoO 3纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1: (2?4)，充分搅拌后超声分散25?35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；取所述包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8?1.2Pa，通入％至0.3?0.6 X 15Pa,加热温度为680?720°C，保温50?70min，即得到纳米MoS^i磨剂。
[0036]3)取配方量的氨基树脂和流平剂混合，在250?350r/min搅拌条件下向其中加入蒸馏水，分散25?35min，得到甲组分。
[0037]4)按配方量将水性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水均匀混合，在800?1200r/min的搅拌条件下，加入铁黑、超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS^i磨剂、纳米CaCO3紫外光吸收剂，而后分散直至细度小于20μπι，得到乙组分。
[0038]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤I)中CaCL2溶液初始浓度为0.3?0.5mol/L，更优的是0.4mol/L。
[0039]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤I)中Na2CO3溶液初始浓度为0.3?0.5mol/L，更优的是0.4mol/L。
[0040]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤I)所述的滴加是在23?27 °C完成的，更优的是25 °C。
[0041]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤I)所述的滴加是在250?350r/min的搅拌条件下完成的，更优的是300r/min。
[0042]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤I)所述滴加的速率是0.3?0.7滴/s，更优的是0.5滴/S。
[0043]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤I)所述离心的转速为3000r/min。
[0044]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤I)所述的洗涤是利用乙醇溶液洗涤三次。
[0045]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤I)所述的干燥是在75?85°C条件下干燥50?70min，更优的是在80°C条件下干燥60min。
[0046]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤4)所述的分散至细度小于20 μm，是在分散机上，先低速分散，而后高速分散直至细度小于20 μπι。其中所述低速分散通常是小于200rpm的转速，而高速分散通常是高于500rpm的转速；当然也可以理解为将分散过程分为两个阶段，后一阶段的转速高于前一阶段。
[0047]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述充分搅拌是以不低于500r/min的转速搅拌12?18min，更优的是15min。
[0048]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述充分搅拌是尽可能强烈搅拌。
[0049]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述充分搅拌是在某种搅拌条件下搅拌12?18min，更优的是15min。
[0050]在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述的MoO3纳米颗粒是以超声化学方法制备的。