一種抗靜電自潔光固化塗料及其製備方法
2023-12-09 07:54:26
一種抗靜電自潔光固化塗料及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種改性綠色環保水性環氧樹脂及其抗靜電自潔光固化塗料的製備方法，本發明製備的產品是一種水性單組份常溫光固化的塗料，且該塗料具備自潔功能、防靜電功效。產品通過選用合適的環氧樹脂，並對環氧樹脂進行接枝共聚改性，製成水性環氧乳液，並用環氧脂肪酸甲酯對水性環氧乳液進行改性，最後用有機矽氧烷對改性環氧乳液進行改性，通過加入光引發劑、納米導電材料製備成了本產品。該產品環保無毒，環境友好，同時保持了環氧樹脂性能優良特性，具備高度自清潔功效，良好的防靜電功能。產品主要用於油罐防腐、化工防腐、電子廠房、印刷廠、軍工、粉體、機房、倉庫、實驗室、醫院、停車場等需要防靜電、防腐自清潔的場所。
【專利說明】一種抗靜電自潔光固化塗料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抗靜電自潔光固化塗料及其製備方法，該塗料主要應用於廠房、機房、倉庫、實驗室、醫院、停車場、化工廠等。
【背景技術】
[0002]環氧樹脂以其優良的物理機械性能、粘結性能和工藝性能被廣泛應用於塗料行業，使用的環氧樹脂佔總量的一半以上。目前常用的環氧樹脂塗料多為溶劑型，使用時揮發出大量的有機溶劑(V0C)，對環境汙染嚴重，產生光化學煙霧，隨著人們對健康、安全、環保和節能意識的增強，無汙染低VOC甚至零VOC環境友好型塗料日趨收到重視。目前市場上廣泛使用的水性環氧樹脂均為雙組分體系，使用期短，在室溫固化時反應時間長。本發明採用化學改性法製得光固化環氧樹脂乳液，其乳液粒子尺寸較小，為納米級，該產品不僅便於施工，而且環保無毒，環境友好，同時保持了環氧樹脂性能優良特性。另外，目前一些塗料使用場合要求疏水、疏油、防靜電，塗料具備高度自清潔功效，因此研發出具備超疏水、疏油、防靜電的功能型環氧樹脂塗料具有非常重要的意義。此類塗料主要用於油罐防腐、化工防腐、電子廠房、印刷廠、軍工、粉體等一切需要防靜電、防腐自清潔的場所。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種改性綠色環保水性環氧樹脂及其抗靜電自潔光固化塗料的製備方法。
[0004]為實現以上目的，本發明的技術解決方案是:
一種抗靜電自潔光固化塗料的製備方法，包括以下步驟:
第一步:
將丙二醇丁醚、正丁醇、Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯酸、三苯基膦、對羥甲基苯酚、過氧化二苯甲醯(ΒΡ0)、環氧脂肪酸甲酯加入到反應釜中，升溫到115°C，保持I小時，調整溫度至105°C，加入環氧樹脂E-06與E20，再升溫至115°C，保持30分鐘，調整溫度至70°C得到改性環氧樹脂水性乳液。所用丙二醇丁醚、正丁醇、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯酸、三苯基膦、對羥甲基苯酚、過氧化二苯甲醯(ΒΡ0)、環氧脂肪酸甲酯、環氧樹脂E-06、環氧樹脂E20的質量比例為:300-500: 300-500: 5-8: 30-50:5-9: 5-9: 8-10: 150-200: 200-300: 200-300。
[0005]第二步:
將第一步製得的改性環氧樹脂水性乳液加入到反應釜中，加入乙烯基三甲氧基矽烷、二月桂酸二丁基錫催化劑，升溫至90°C，加入適量蒸餾水，保持4小時，得到半透明粘稠物，冷卻至60°C，加入N, N- 二甲基乙醇胺，調整物料中和度為80%-90%，PH值為7-7.3，得到改性環氧樹脂乳液。所用第一步製得的改性環氧樹脂水性乳液、乙烯基三甲氧基矽烷、二月桂酸二丁基錫催化劑、蒸餾水、N，N-二甲基乙醇胺的質量比例為:800-1000: 20-30: 3-5:100-150: 30-50。[0006]第三步:
將乙酸乙酯、丙酮、第二步製備好的改性環氧樹脂乳液加入到反應釜中，然後加入丙烯酸全氟烷基乙基酯、光引發劑369、納米導電二氧化鈦，升溫至80°C，充分攪拌30分鐘，自然降溫，放置24小時，製得本發明產品。所用乙酸乙酯、丙酮、第二步製備好的改性環氧樹脂乳液、丙烯酸全氟烷基乙基酯、光引發劑369、納米導電二氧化鈦的質量比例為:300-400:300-400: 800-1000: 8-10: 8-10: 30-50。
[0007]本發明的創新性:
1、利用環氧脂肪酸甲酯改性環氧樹脂，用有機矽氧烷改性水性環氧樹脂，製得性能優良的光固化水性環氧樹脂塗料。
[0008]2、含氟材料均能表現出強的憎水和憎油性能，利用含氟嵌段共聚物一丙烯酸全氟烷基乙基酯對水性環氧樹脂乳液進行改性，製備出超疏水環氧塗料，將「荷葉效應」引入到環氧塗料中。
[0009]3、在環氧樹脂水性乳液中添加了納米導電二氧化鈦，使塗料具備抗靜電性能，又增加了塗料的疏水性。
[0010]本發明產品的優點:
1、本發明產品環保無毒、是單組份體系，常溫下光固化，施工方便，固化物性能優良。
[0011]2、通過環氧脂肪酸甲酯對環氧樹脂的改性，改善了環氧樹脂固化後內應力高、固化後脆，韌性不足，易開裂，耐衝擊差等缺點。
[0012]3、利用乙烯基三甲氧.基矽烷對環氧樹脂進行改性，改善了環氧樹脂的耐熱性、韌性、降低了環氧樹脂的內應力。
[0013]4、本發明製備的塗料具有自清潔效能，具備「荷葉效應」。
[0014]在一些油罐防腐、化工廠地坪、大型車庫、工廠車間、空氣裡面是含有油分(因為汽車和工廠排出的尾氣是含有油分的)，容易汙染傳統塗料，而本發明產品不但疏水更可疏油。由於本塗料的水接觸角高度140°以上，表面具有超疏水以及自潔特性。
[0015]5、產品具備良好的導靜電、防腐蝕性能，導電性持久，能滿足現代科技和生產發展對地坪高度潔淨和防靜電、防腐蝕性能的要求，是地坪塗料及塗裝系統複合型功能化的發展趨勢，應用現狀和前景十分廣闊。該塗料作為地坪塗料具有附著力極好、整體無縫易清潔、無毒環保、耐磨、抗衝擊、耐水、酸、鹼、鹽等化學藥品及油潰侵蝕，抗靜電效果持久有效、廣泛應用於電子廠房、印刷廠、軍工、化工、粉體等一切需要防靜電或防爆防腐的場所。
[0016]所用主要原材料說明:
環氧樹脂:E_06,平均分子量2900,規格,工業級。
[0017]環氧樹脂:E20，平均分子量900，規格，工業級。
[0018]丙二醇丁醚:溶劑，分析純。
[0019]正丁醇:溶劑，分析純。
[0020]Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷:，活性官能團，無色液體；分子量:236.1。
[0021]甲基丙烯酸:分析純。
[0022]三苯基膦:催化劑，淡黃色粘稠液體，酯化率98.1%。
[0023]對羥甲基苯酚:阻聚劑，分析純。
[0024]過氧化二苯甲醯(BPO):引發劑，分析純。[0025]環氧脂肪酸甲酯:無色無味淺黃色液體，工業級；
乙烯基三甲氧基矽烷(VTMO):分析純。
[0026]二月桂酸二丁基錫(C-101):催化劑，分析純。
[0027]N, N- 二甲基乙醇胺:活性中和劑，分析純。
[0028]乙酸乙酯:溶劑，分析純。
[0029]丙酮:溶劑，分析純。
[0030]丙烯酸全氟烷基乙基酯:含氟嵌段共聚物，無色或淺黃色固體。
[0031]光引發劑369:淺黃色粉末晶體，高效UV紫外光引發劑。
[0032]納米導電 二氧化鈦:抗靜電劑，灰白色粉末。
【具體實施方式】
[0033]以下結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0034]一種抗靜電自潔光固化塗料及其製備方法，包括以下步驟:
第一步:
將300-500Kg丙二醇丁醚、300-500Kg正丁醇、5_8Kg Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、30-50Kg甲基丙烯酸、5-9Kg三苯基膦、5-9Kg對羥甲基苯酚、8-10Kg過氧化二苯甲醯、150-200Kg環氧脂肪酸甲酯加入到反應釜中，升溫到115°C，保持I小時，調整溫度至105°C，加入200-300Kg環氧樹脂E-06、200-300Kg環氧樹脂E20，再升溫至115°C，保持30分鐘，調整溫度至70°C。
[0035]第二步:
將第一步製得的改性環氧樹脂水性乳液800-1000Kg加入到反應釜中，加入20-30Kg乙烯基三甲氧基矽烷、3-5Kg 二月桂酸二丁基錫催化劑，升溫至90°C，加入100-150Kg蒸餾水，保持4小時，得到半透明粘稠物，冷卻至60°C，加入30-50KgN, N- 二甲基乙醇胺，調整物料中和度為80%-90%，pH值為?-?.3。
[0036]第三步:
將300-400Kg乙酸乙酯、300-400Kg丙酮、800-1OOOKg第二步製備好的改性環氧樹脂乳液加入到反應釜中，然後加入8-10Kg丙烯酸全氟烷基乙基酯、8-10Kg光引發劑369、30-50Kg納米導電二氧化鈦，升溫至80°C，充分攪拌均勻30分鐘，自然降溫，放置24小時，製得本發明產品。
[0037]實施例1:
抗靜電自潔光固化塗料的製備方法，包括以下步驟:
第一步:
將300Kg丙二醇丁醚、300Kg正丁醇、5Kg Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、30Kg甲基丙烯酸、5Kg三苯基膦、5Kg對羥甲基苯酚、8Kg過氧化二苯甲醯、150Kg環氧脂肪酸甲酯加入到反應釜中，升溫到115°C，保持I小時，調整溫度至105°C，加入2000Kg環氧樹脂E-06、200Kg環氧樹脂E20，再升溫至115°C，保持30分鐘，調整溫度至70°C。
[0038]第二步:
將第一步製得的改性環氧樹脂水性乳液800Kg加入到反應釜中，加入20Kg乙烯基三甲氧基矽烷、3Kg 二月桂酸二丁基錫催化劑，升溫至90°C，加入IOOKg蒸餾水，保持4小時，得到半透明粘稠物，冷卻至60°C，加入30KgN, N- 二甲基乙醇胺，調整物料中和度為80%-90%，pH 值為 7-7.3。
[0039]第三步:
將300Kg乙酸乙酯、300Kg丙酮、SOOKg第二步製備好的改性環氧樹脂乳液加入到反應釜中，然後加入8Kg丙烯酸全氟烷基乙基酯、8Kg光引發劑369、30Kg納米導電二氧化鈦，升溫至80°C，充分攪拌均勻30分鐘，自然降溫，放置24小時，製得本發明產品。
[0040]產品性能測試如下:1、乳液外觀，白色乳液泛藍；2、黏度(25°C) 160cp ;3、硬度，5H;4、固化塗膜外觀，無色透明，平整光滑；5、附著力，O級；6、光澤度(60° )，高光；7、柔韌性(mm), 0.5 ;8、抗衝擊強度(kg.cm), 89 ;9、耐水性(I周)，無變化;10、耐酸性(96h),無變化；11、耐鹼性(96h)，無變化；12、表面電阻(Ω ),1.0XlO6 ;13、接觸角，144°。
[0041]實施例2:
同實施例1，不同的是:
第一步:
500Kg丙二醇丁醚、500Kg正丁醇、8Kg Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、50Kg甲基丙烯酸、9Kg三苯基膦、9Kg對羥甲基苯酚、IOKg過氧化二苯甲醯、200Kg環氧脂肪酸甲酯
第二步:
改性環氧樹脂水性乳液lOOOKg，30Kg乙烯基三甲氧基矽烷、5Kg 二月桂酸二丁基錫催化劑，50KgN，N-二甲基乙醇胺。
[0042]第三步:
400Kg乙酸乙酯、400Kg丙酮、IOOOKg第二步製備好的改性環氧樹脂乳液，IOKg丙烯酸全氟烷基乙基酯、IOKg光引發劑369、50Kg納米導電二氧化鈦。
[0043]產品性能測試如下:1、乳液外觀，白色乳液泛藍；2、黏度(25°C) 180cp ;3、硬度，5H;4、固化塗膜外觀，無色透明，平整光滑；5、附著力，O級；6、光澤度(60° )，高光；7、柔韌性(mm), 0.5 ;8、抗衝擊強度(kg.cm), 96 ;9、耐水性(I周),無變化；10、耐酸性(96h),無變化；11、耐鹼性(96h)，無變化;12、表面電阻(Ω ),6.5X IO4 ;13、接觸角，153°。
[0044]實施例3:
同實施例1，不同時的是:
第一步:
400Kg丙二醇丁醚、400Kg正丁醇、7Kg Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、40Kg甲基丙烯酸、7Kg三苯基膦、7Kg對羥甲基苯酚、9Kg過氧化二苯甲醯、ISOKg環氧脂肪酸甲酯，250Kg環氧樹脂E-06、250Kg環氧樹脂E20。
[0045]第二步:
將第一步製得的改性環氧樹脂水性乳液900Kg，25Kg乙烯基三甲氧基矽烷、4Kg 二月桂酸二丁基錫催化劑，40KgN，N- 二甲基乙醇胺。
[0046]第三步:
350Kg乙酸乙酯、350Kg丙酮、900Kg第二步製備好的改性環氧樹脂乳液，9Kg丙烯酸全氟烷基乙基酯、9Kg光引發劑369、40Kg納米導電二氧化鈦。
[0047]產品性能測試如下:1 、乳液外觀，白色乳液泛藍；2、黏度(25°C) 170cp ;3、硬度，5H;4、固化塗膜外觀，無色透明，平整光滑；5、附著力，O級；6、光澤度(60° )，高光；7、柔韌.
【權利要求】
1.一種抗靜電自潔光固化塗料的製備方法，包括以下步驟: 第一步: 將丙二醇丁醚、正丁醇、Y -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯酸、三苯基膦、對羥甲基苯酚、過氧化二苯甲醯、環氧脂肪酸甲酯加入到反應釜中，升溫到115°c，保持I小時，調整溫度至105°C，加入環氧樹脂E-06和E20，再升溫至115°C，保持30分鐘，調整溫度至70°C得到改性環氧樹脂水性乳液；所用丙二醇丁醚、正丁醇、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯酸、三苯基膦、對羥甲基苯酚、過氧化二苯甲醯、環氧脂肪酸甲酯、環氧樹脂 E-06 和環氧樹脂 E20 的質量比例為:300-500: 300-500: 5-8: 30-50: 5-9: 5-9:8-10: 150-200: 200-300: 200-300 ； 第二步: 將第一步製得的改性環氧樹脂水性乳液加入到反應釜中，加入乙烯基三甲氧基矽烷、二月桂酸二丁基錫催化劑，升溫至90°C，加入蒸餾水，保持4小時，得到半透明粘稠物，冷卻至60°C，加入N, N- 二甲基乙醇胺，調整物料中和度為80%-90%，pH值為7-7.3得到改性環氧樹脂乳液；所用改性環氧樹脂水性乳液、乙烯基三甲氧基矽烷、二月桂酸二丁基錫催化劑、蒸餾水和N，N-二甲基乙醇胺的質量比例為:800-1000: 20-30: 3-5: 100-150:30-50 ； 第三步: 將乙酸乙酯、丙酮、第二步製備好的改性環氧樹脂乳液加入到反應釜中，然後加入丙烯酸全氟烷基乙基酯、光引發劑369和納米導電二氧化鈦，升溫至80°C，充分攪拌30分鐘，自然降溫，放置24小時，製得抗靜電自潔光固化塗料；所用乙酸乙酯、丙酮、改性環氧樹脂乳液、丙烯酸全氟烷基乙基酯、光`引發劑369和納米導電二氧化鈦的質量比例為:300-400:300-400: 800-1000: 8-10: 8-10: 30-50。
2.由權利要求1所述方法製得的抗靜電自潔光固化塗料。
【文檔編號】C09D163/00GK103436142SQ201310420758
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月16日 優先權日:2013年9月16日
【發明者】陳碧浩, 熊鷹 申請人:湖北鑫宇誠節能有限公司