一種抗菌型蒙脫土插層聚合改性環氧樹脂基粉末塗料及其製作方法與流程
2023-07-09 02:39:41 1
本發明涉及粉末塗料技術領域，尤其涉及一種抗菌型蒙脫土插層聚合改性環氧樹脂基粉末塗料及其製作方法。
背景技術：
隨著人類環保意識的增強，溶劑型塗料逐漸受到限制，發展符合環保要求的塗料已是大勢所趨，水性化和無溶劑化塗料是今後塗料領域發展的方向。粉末塗料是一種新型的不含溶劑100%固體粉末狀塗料，具有高利用率、易塗裝、耐腐蝕、環保等優點，在現代噴塗和防腐領域中得到了廣泛應用。
環氧樹脂粉末塗料是近年來發展起來的一種重要的新型塗料，以其較高的材料利用率、較強的附著力以及防腐性能一直在國內塗料行業佔有較重的地位。 近些年，納米材料的發展開闢了材料科學的新領域，納米粒子改性環氧防腐塗料也具有廣闊的發展前景。蒙脫土屬於層狀矽酸鹽，具有高度有序的晶格排列。利用具有層狀結構的蒙脫土與環氧樹脂插層複合製備一種高性能環氧樹脂基粉末塗料的研究備受關注，環氧樹脂基粉末塗料傳統改性是將改性劑蒙脫土一次性加入到雙螺杆擠出階段，在高溫固化時，使片層剝離，此方法蒙脫土在環氧樹脂中插層及剝離不充分，影響粉末塗料的抗陰極剝離及耐水煮性能。
《蒙脫土插層聚合製備環氧樹脂及其粉末塗料性能的研究》利用低分子量環氧樹脂（E-51）插入層狀有機蒙脫土（OMMT），通過插層聚合與雙酚 A 和第三組分2,6- 二叔丁基對甲基苯酚（BHT）反應，得到一種新型粉末塗料用環氧樹脂。X 射線衍射測試表明，層狀納米蒙脫土片層被剝離完全，均勻分散在樹脂基體中。控制蒙脫土加入總量與兩次加入比例，可以明顯改善該塗料的抗陰極剝離及耐水煮性能。
然而，蒙脫土屬於無機礦物，通過分兩次加入蒙脫土，使蒙脫土在環氧樹脂製備階段被充分插層及剝離，但兩者相容性差，勢必影響塗膜的流平性，同時，文中改性方法單一，製得的粉末塗料僅在抗陰極剝離及耐水煮性能上有所改善，而其抗壓強度、耐刮性、防腐性等方面未得到改進，因此，需要對現有工藝和配方加以改進。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種抗菌型蒙脫土插層聚合改性環氧樹脂基粉末塗料及其製作方法。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種抗菌型蒙脫土插層聚合改性環氧樹脂基粉末塗料，由下列重量份的原料製成：環氧樹脂62-65、蒙脫土2.9-3.4、十六烷基三甲基氯化銨1.2-1.5、大豆分離蛋白5-7、矽溶膠3-5、硫酸鋁0.5-0.7、硅藻土18-20、薄荷素油6-8、丙烯酸酯10-12、泰來藻17-19、乙烯基三甲氧基矽烷2.6-2.9、固化劑4-6、顏料8-9。
所述的一種抗菌型蒙脫土插層聚合改性環氧樹脂基粉末塗料的製作方法，包括以下步驟：
（1）將蒙脫土放入質量分數為5-8%的硫酸鋁溶液中在50℃-90℃下攪拌3-5小時，過濾，洗滌至中性，烘乾，分散在乙醇-去離子水溶液中，加入十六烷基三甲基氯化銨在60℃水浴中攪拌2-4小時，超聲分散20-30分鐘，抽濾，洗滌，真空乾燥至恆重，研磨，過篩得改性納米蒙脫土；
（2）將泰來藻烘乾、粉碎研磨過200目篩，加入丙烯酸酯、硅藻土攪拌混勻靜置12-14小時，造粒，在氮氣保護下於800-1000℃燒結20-30分鐘，加入乙烯基三甲氧基矽烷、矽溶膠研磨20-30分鐘得複合改性填料；
（3）將有機矽環氧樹脂、薄荷素油攪拌混勻，加入一半質量的改性納米蒙脫土，於130-150℃下加熱反應2-3小時後取出，得改性環氧樹脂；
（4）將步驟（3）製得的改性環氧樹脂、步驟（2）物料、剩餘的另一半質量的改性納米蒙脫土及其他剩餘成分投入高混機中攪拌混勻，經雙螺杆擠出機熔融擠出，冷卻磨粉，過250-300目篩，出料。
本發明的優點是：本發明將蒙脫土用硫酸鋁溶液酸化處理再進行有機改性，削弱了蒙脫土層間的結合力，使層間晶格裂開，改變了表面的高極性，使層間由親水性轉變為親油性，降低其表面能，同時使層間距擴大，比表面積和吸附能力顯著增加，最後將其分兩次加入，使蒙脫土在環氧樹脂改性階段被充分插層及剝離，剝離的片層與環氧樹脂形成化學鍵而穩定地分散於樹脂體系中，使改性環氧樹脂具有優越的高溫穩定性、熱儲存穩定性和抗老化性，提高了塗層的耐水煮性與抗陰極剝離性能，同時本發明還配伍複合改性填料及其他有效助劑，製得的粉末塗料具有附著力強、柔韌性佳、衝擊強度大、光滑度好、硬度高、抗菌防黴等特性。
具體實施方式
一種抗菌型蒙脫土插層聚合改性環氧樹脂基粉末塗料，由下列重量份的原料製成：環氧樹脂62、蒙脫土2.9、十六烷基三甲基氯化銨1.2、大豆分離蛋白5、矽溶膠3、硫酸鋁0.5、硅藻土18、薄荷素油6、丙烯酸酯10、泰來藻17、乙烯基三甲氧基矽烷2.6、固化劑4、顏料8。
所述的一種抗菌型蒙脫土插層聚合改性環氧樹脂基粉末塗料的製作方法，包括以下步驟：
（1）將蒙脫土放入質量分數為5-8%的硫酸鋁溶液中在50℃-90℃下攪拌3-5小時，過濾，洗滌至中性，烘乾，分散在乙醇-去離子水溶液中，加入十六烷基三甲基氯化銨在60℃水浴中攪拌2-4小時，超聲分散20-30分鐘，抽濾，洗滌，真空乾燥至恆重，研磨，過篩得改性納米蒙脫土；
（2）將泰來藻烘乾、粉碎研磨過200目篩，加入丙烯酸酯、硅藻土攪拌混勻靜置12-14小時，造粒，在氮氣保護下於800-1000℃燒結20-30分鐘，加入乙烯基三甲氧基矽烷、矽溶膠研磨20-30分鐘得複合改性填料；
（3）將有機矽環氧樹脂、薄荷素油攪拌混勻，加入一半質量的改性納米蒙脫土，於130-150℃下加熱反應2-3小時後取出，得改性環氧樹脂；
（4）將步驟（3）製得的改性環氧樹脂、步驟（2）物料、剩餘的另一半質量的改性納米蒙脫土及其他剩餘成分投入高混機中攪拌混勻，經雙螺杆擠出機熔融擠出，冷卻磨粉，過250-300目篩，出料。
利用本發明製得的粉末塗料的水煮性能及抗陰極剝離性均達到一級水平；抗衝擊能力為38.4kg•cm。