一种环糊精水性防腐涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种环糊精水性防腐涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的进步，金属及合金在人们日常生产生活中所占的比重越来越大。然而，金属易受腐蚀性介质的侵蚀而遭到破坏，从而造成巨大的经济损失、惨重的人员伤亡、严重的环境污染以及巨大的资源浪费。因此，对金属采取防护措施时必要的。现如今，使用防腐涂料增加金属的防腐蚀性能成为一种既经济又有效的方法。
[0003]近年来，由于国民环保意识的提高和国家立法对有机溶剂挥发的限制，水性防腐涂料越来越受到重视，尤其是性能优异的水性环氧树脂防腐涂料。然而，阻隔性能差成为限制水性环氧防腐涂料发展的重要因素。现如今，人们通常引入无机粒子与水性环氧树脂复合来增强涂料的阻隔性能，但纳米无机粒子易团聚且与有机树脂相同性差，在颗粒聚集处易产生应力开裂和防护缺陷，不能达到很好的修饰互补效果。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提供一种环糊精水性防腐涂料及其制备方法，将天然环状化合物接枝到纳米无机填料上，并与水性环氧树脂复合，从而提高水性防腐涂料的阻隔性能及防腐涂层的防腐性能。
[0005]为实现本发明的上述目的，本发明提供一种环糊精水性防腐涂料，由环糊精改性纳米无机填料、水性环氧树脂、水性固化剂、水组成。
[0006]本发明还提供一种环糊精水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤。
[0007]步骤1、称量10?20g纳米无机填料和30?60ml甲苯放入到洁净的三口烧瓶中，在室温下搅拌、回流反应0.5h?lh ;向反应体系中加入1?4g表面改性剂，在100?110°C下搅拌、回流反应5?8h，在纳米无机填料表面引入铵丙基，之后离心，并分别用甲苯溶液、丙酮溶液和蒸馏水洗涤3?5次；将得到的固体在140?160 °C下干燥5?8h，即得氨基化纳米无机填料。
[0008]步骤2、将3?6g无水环糊精加入到盛有2?5ml无水二甲基甲酰胺(DMF)的洁净三口瓶中，并在搅拌条件下使无水环糊精分散到DMF中；称取0.05?0.lg的活化剂溶解于DMF中，并逐滴加入到环糊精的DMF溶液中，在15?25°C下搅拌反应1.5?2.5h，得到活化环糊精；称取4?8g的氨基化纳米无机填料分散到DMF中，将活化环糊精缓慢加入到氨基化纳米无机填料的DMF溶液中，在15?25°C搅拌反应18?24h ;离心后得到的固体分别用DMF、丙酮、蒸馏水洗涤3?5次；在90?110°C下干燥1.5?3h并冷却至室温，即得环糊精改性纳米无机填料。
[0009]步骤3、按重量份数取10?25份环糊精改性纳米无机填料及25?50份水性固化剂，加入到50?100份水和100?200份水性环氧树脂的混合液中，在常温下搅拌0.5?lh，即得到环糊精水性防腐涂料。
[0010]所述纳米无机填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、介孔分子筛中的一种或几种；所述介孔分子筛为MCM-41、SBA-15、MCM-48中的一种或几种。
[0011]环糊精是一种来自于淀粉的环状材料，具有无毒、生物降解、对光无吸收性等性能；同时，在水相中环糊精会通过分子内氢键作用形成稳定的桶状结构，其外围是亲水性表层，极易溶于水溶液中。所述无水环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精中的一种或几种。
[0012]所述表面改性剂为硅烷偶联剂ΚΗ540或ΚΗ550。
[0013]所述活化剂为羰基二咪唑(⑶I)。
[0014]所述氨基化纳米无机填料表面的铵丙基与活化后环糊精的添加量的摩尔比为3 ?5:1。
[0015]所述水性固化剂为Aq419、H228B、W650。
[0016]与现有技术相比本发明的有益效果。
[0017]本发明提供的环糊精水性防腐涂料及其制备方法，从分子设计角度出发，将天然环状化合物环糊精接枝到纳米无机填料上，并与水性环氧树脂复合制备了水性防腐涂料。与传统改性方法相比，该制备方法大大提高了环糊精与纳米无机填料的接枝率，从而保证了改性的成功。由于环糊精的引入，大大改善了纳米无机填料在水性防腐涂料中分散性差、易团聚、与有机树脂相容性差等问题，从而提高了涂料的阻隔性能，同时进一步提高了涂料的耐候性、对腐蚀粒子的吸收性能以及防腐涂层的防腐性能。
【附图说明】
[0018]图1为环糊精改性纳米二氧化钛机理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。
[0020]本实施例提供一种环糊精水性防腐涂料，由环糊精改性纳米无机填料、水性环氧树脂、水性固化剂、水组成。
[0021]请参阅图1，本实施例还提供一种环糊精水性防腐涂料的制备方法，包括以下步骤。
[0022]步骤1、称取10g纳米介孔二氧化钛和50mL甲苯放入到洁净的三口烧瓶中，在室温下搅拌、回流反应40min ;向反应体系中加入2g硅烷偶联剂，在100°C下搅拌、回流反应6h，即可在纳米无机填料表面引入铵丙基，之后离心，并分别用甲苯溶液、丙酮溶液和蒸馏水洗涤3次；将得到的固体在150°C下干燥6h，即得氨基化纳米介孔二氧化钛。
[0023]步骤2、将5g无水环糊精1加入到盛有3mL无水DMF的洁净三口烧瓶中，并在搅拌条件下使无水环糊精1分散到DMF中；称取0.lg⑶I溶解到10mL DMF中，并逐滴加入到环糊精的DMF溶液中，在20°C下搅拌反应2h，得到活化环糊精；称取5g氨基化介孔纳米二氧化钛分散到DMF中，将活化后的环糊精缓慢倒入，在20°C搅拌反应20h ;离心后得到的固体分别用DMF、丙酮、蒸馏水洗涤3次；在100°C下烘干2h并冷却至室温，即得环糊精改性介孔纳米二氧化钛。
[0024]步骤3、取15g环糊精改性介孔纳米二氧化钛作为填料及30g Aq419，加入到100g水和100g水性环氧树脂的混合液中，在常温下搅拌lh，即得到环糊精改性介孔纳米二氧化钛水性防腐涂料。
【主权项】
1.一种环糊精水性防腐涂料，其特征在于，由环糊精改性纳米无机填料、水性环氧树月旨、水性固化剂、水组成。2.—种环糊精水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、称量10?20g纳米无机填料和30?60ml甲苯放入到洁净的三口烧瓶中，在室温下搅拌、回流反应0.5h?lh ;向反应体系中加入1?4g表面改性剂，在100?110°C下搅拌、回流反应5?8h，在纳米无机填料表面引入铵丙基，之后离心，并分别用甲苯溶液、丙酮溶液和蒸馏水洗涤3?5次；将得到的固体在140?160 °C下干燥5?8h，即得氨基化纳米无机填料； 步骤2、将3?6g无水环糊精加入到盛有2?5ml无水二甲基甲酰胺(DMF)的洁净三口瓶中，并在搅拌条件下使无水环糊精分散到DMF中；称取0.05?0.lg的活化剂溶解于DMF中，并逐滴加入到环糊精的DMF溶液中，在15?25°C下搅拌反应1.5?2.5h，得到活化环糊精；称取4?8g的氨基化纳米无机填料分散到DMF中，将活化环糊精缓慢加入到氨基化纳米无机填料的DMF溶液中，在15?25°C搅拌反应18?24h ;离心后得到的固体分别用DMF、丙酮、蒸馏水洗涤3?5次；在90?110°C下干燥1.5?3h并冷却至室温，即得环糊精改性纳米无机填料； 步骤3、取10?25份环糊精改性纳米无机填料及25?50份水性固化剂，加入到50?100份水和100?200份水性环氧树脂的混合液中，在常温下搅拌0.5?lh，即得到环糊精水性防腐涂料。3.如权利要求2所述的环糊精水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述无水环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精中的一种或几种。4.如权利要求2所述的环糊精水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米无机填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、介孔分子筛中的一种或几种。5.如权利要求2所述的环糊精水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述介孔分子筛为MCM-41、SBA-15、MCM-48中的一种或几种。6.如权利要求2所述的环糊精水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述表面改性剂为硅烷偶联剂ΚΗ540或ΚΗ550。7.如权利要求2所述的环糊精水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述活化剂为羰基二咪唑(CDI)。8.如权利要求2所述的环糊精水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述氨基化纳米无机填料表面的铵丙基与活化后环糊精的添加量的比为3?5:1。9.如权利要求2所述的环糊精水性防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述水性固化剂为 Aq419、H228B、W650 等。
【专利摘要】一种环糊精水性防腐涂料及其制备方法，所述环糊精水性防腐涂料由环糊精改性纳米无机填料、水性环氧树脂、水性固化剂、水组成；所述环糊精水性防腐涂料的制备方法从分子设计角度出发，将天然环状化合物环糊精接枝到纳米无机填料上，并与水性环氧树脂复合制备了水性防腐涂料。与传统改性方法相比，该制备方法大大提高了环糊精与纳米无机填料的接枝率，从而保证了改性的成功。由于环糊精的引入，大大改善了纳米无机填料在水性防腐涂料中分散性差、易团聚、与有机树脂相容性差等问题，从而提高了涂料的阻隔性能，同时进一步提高了涂料的耐候性、对腐蚀粒子的吸收性能以及防腐涂层的防腐性能。
【IPC分类】C09D163/00, C09D105/16, C09D5/08, C09D7/12
【公开号】CN105368258
【申请号】CN201510888572
【发明人】刘春峰, 沙世强, 崔学强
【申请人】沈阳顺风新城建筑材料有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月27日