一種生物微膠囊防鏽漆的製備方法與流程
2023-05-13 15:52:31 1
本發明公開了一種生物微膠囊防鏽漆的製備方法，屬於塗料製備技術領域。
背景技術：
金屬的腐蝕現象是十分普遍的。金屬腐蝕所造成的損失，不僅使金屬材料本身在其外形、色澤以及機械性能等方面受到破壞，更主要的是使製品的質量等級下降，精度、靈敏度受損，影響甚至喪失其使用價值，由此造成的浪費是非常驚人的。據國外統計報導，世界上每年生產的金屬材料競有1/3因腐蝕而報廢。
塗料對金屬的防護作用是非常重要的，目前我國的防鏽漆的材料很多，但是我們應用和日常生活接觸較為普遍的是鐵紅防鏽漆。其原因在於它的生產成本較低，生產工藝簡單，一年四季常溫下生產，只需要球磨機按配方球磨完成。此外，鐵紅防鏽漆的用途極廣，是一種很重要的防鏽塗料，在人們的生產、生活中起著極其重要作用。在大氣中，特別是潮溼環境或其他腐蝕性氣體條件下，使用鐵紅防鏽塗料是一種比較簡便常用的方法。
隨著人們環保意識的增強，限制VOC（揮發性有機化合物）排放量的法律法規的制定，以及石油能源的緊張，傳統的溶劑型塗料正受到越來越大的挑戰，塗料的水性化趨勢愈來愈迫切。現有的防鏽漆附著力較差，防鏽漆與底層結合力度不好，且漆膜具有脆性，易發生鼓泡、脫落現象，貯存穩定性較差。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對現有的防鏽漆附著力較差，防鏽漆與底層結合力度不好，且漆膜具有脆性，易發生鼓泡、脫落的問題，提供一種生物微膠囊防鏽漆的製備方法，該方法首先將芽孢桿菌孢子乾粉與硝酸鈉溶液混合製備孢子分散液，隨後將其與酵母粉、纖維素等混合製得微生物漿料，將漿料乾燥並碾磨成粉後與三乙醯胺、環氧樹脂E-51混合得預固化混合物，再將預固化混合物與聚二甲基矽烷攪拌反應製備微生物微膠囊，再將其與氧化鐵紅、滑石粉、雲母等混合超聲分散處理，最後將製得的混合分散漿液與丙烯酸酯乳液、聚氧丙烯甘油醚等過濾陳化，即可製備得一種生物微膠囊防鏽漆，本發明製得的防鏽漆附著力好，防鏽漆與基體結合緊密，塗覆後漆膜光滑，貯藏穩定性及耐水性極佳，具有廣闊的應用空間。
為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：
（1）按質量比1:10，將芽孢桿菌孢子乾粉與質量分數30%硝酸鈉溶液攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下靜置3～5h後，製備得孢子分散液，隨後按重量份數計，分別稱量45～50份酵母粉、10～15份纖維素、15～20份上述製備的孢子分散液和45～50份去離子水置於燒杯中，攪拌混合製備得微生物漿料；
（2）將上述製備的微生物漿料置於30～40℃下乾燥6～8h，隨後碾磨並過30目篩，收集得微生物粒料，再按質量比1:5:5，將三乙醯胺、微生物粒料和環氧樹脂E-51攪拌混合併置於燒杯中，在45～50℃下水浴加熱45～60min，製備得預固化混合物，再按質量比1:10，將預固化混合物與聚二甲基矽烷攪拌混合併置於45～50℃下水浴加熱1～2h，隨後過濾並收集濾餅，用去離子水洗滌3～5次後，在45～50℃下乾燥6～8h，製備得微生物微膠囊；
（3）按重量份數計，分別稱量45～50份去離子水、1～2份亞甲基二萘磺酸鈉、10～15份氧化鐵紅、10～15份滑石粉、10～15份硫酸鋇、10～15份雲母、3～5份氧化鋅、60～70份苯丙乳液和20～25份上述製備的微生物微膠囊置於燒杯中，在200～300W下超聲分散10～15min，製備得混合分散漿液；
（4）按重量份數計，分別稱量45～50份上述製備的混合分散漿液、10～15份丙烯酸酯乳液、3～5份聚氧丙烯甘油醚和3～5份聚乙烯醇置於燒杯中，攪拌混合併過濾，收集濾液靜置陳化6～8h，即可製備得一種生物微膠囊防鏽漆。
本發明的應用方法是：將本發明製得的防鏽漆塗覆在金屬製品表面，隨後放在通風處靜置固化15～20min，控制防鏽漆乾燥後塗層厚度在100～200μm即可。經檢測，本發明製得的防鏽漆乾燥速度快，乾燥時間較原先縮短了40～50%，抗衝擊性達70～80kg·cm，其附著力達0級，同時防鏽漆耐水性能較好，浸在水中6～8天無褪色、起泡現象，本發明防鏽漆的壽命較普通防鏽漆提高了25～30%，且本發明製得的防鏽漆貯藏穩定較好，存放時間可長達5～8年。
本發明的有益效果是：
（1）本發明製得的防鏽漆具有極佳的防鏽效果，防鏽時間較長，對基體具有很好的保護作用，且防鏽漆具有較好的化學穩定性及耐水性，不易鼓泡、脫落；
（2）本發明製得的防鏽漆塗覆後漆膜光滑平整，具有優異的裝飾性、保護性，且附著力極佳，與基體的結合力較強，延長了防鏽漆的使用壽命。
具體實施方式
首先按質量比1:10，將芽孢桿菌孢子乾粉與質量分數30%硝酸鈉溶液攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下靜置3～5h後，製備得孢子分散液，隨後按重量份數計，分別稱量45～50份酵母粉、10～15份纖維素、15～20份上述製備的孢子分散液和45～50份去離子水置於燒杯中，攪拌混合製備得微生物漿料；隨後將上述製備的微生物漿料置於30～40℃下乾燥6～8h，隨後碾磨並過30目篩，收集得微生物粒料，再按質量比1:5:5，將三乙醯胺、微生物粒料和環氧樹脂E-51攪拌混合併置於燒杯中，在45～50℃下水浴加熱45～60min，製備得預固化混合物，再按質量比1:10，將預固化混合物與聚二甲基矽烷攪拌混合併置於45～50℃下水浴加熱1～2h，隨後過濾並收集濾餅，用去離子水洗滌3～5次後，在45～50℃下乾燥6～8h，製備得微生物微膠囊；再按重量份數計，分別稱量45～50份去離子水、1～2份亞甲基二萘磺酸鈉、10～15份氧化鐵紅、10～15份滑石粉、10～15份硫酸鋇、10～15份雲母、3～5份氧化鋅、60～70份苯丙乳液和20～25份上述製備的微生物微膠囊置於燒杯中，在200～300W下超聲分散10～15min，製備得混合分散漿液；最後按重量份數計，分別稱量45～50份上述製備的混合分散漿液、10～15份丙烯酸酯乳液、3～5份聚氧丙烯甘油醚和3～5份聚乙烯醇置於燒杯中，攪拌混合併過濾，收集濾液靜置陳化6～8h，即可製備得一種生物微膠囊防鏽漆。
實例1
首先按質量比1:10，將芽孢桿菌孢子乾粉與質量分數30%硝酸鈉溶液攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下靜置3h後，製備得孢子分散液，隨後按重量份數計，分別稱量45份酵母粉、10份纖維素、15份上述製備的孢子分散液和45份去離子水置於燒杯中，攪拌混合製備得微生物漿料；隨後將上述製備的微生物漿料置於30℃下乾燥6h，隨後碾磨並過30目篩，收集得微生物粒料，再按質量比1:5:5，將三乙醯胺、微生物粒料和環氧樹脂E-51攪拌混合併置於燒杯中，在45℃下水浴加熱45min，製備得預固化混合物，再按質量比1:10，將預固化混合物與聚二甲基矽烷攪拌混合併置於45℃下水浴加熱1h，隨後過濾並收集濾餅，用去離子水洗滌3次後，在45℃下乾燥6h，製備得微生物微膠囊；再按重量份數計，分別稱量45份去離子水、1份亞甲基二萘磺酸鈉、10份氧化鐵紅、10份滑石粉、10份硫酸鋇、10份雲母、3份氧化鋅、60份苯丙乳液和20份上述製備的微生物微膠囊置於燒杯中，在200W下超聲分散10min，製備得混合分散漿液；最後按重量份數計，分別稱量45份上述製備的混合分散漿液、10份丙烯酸酯乳液、3份聚氧丙烯甘油醚和3份聚乙烯醇置於燒杯中，攪拌混合併過濾，收集濾液靜置陳化6h，即可製備得一種生物微膠囊防鏽漆。
本實例操作簡便，使用時，將本發明製得的防鏽漆塗覆在金屬製品表面，隨後放在通風處靜置固化15min，控制防鏽漆乾燥後塗層厚度在100μm即可。經檢測，本發明製得的防鏽漆乾燥速度快，乾燥時間較原先縮短了40%，抗衝擊性達70kg·cm，其附著力達0級，同時防鏽漆耐水性能較好，浸在水中6天無褪色、起泡現象，本發明防鏽漆的壽命較普通防鏽漆提高了25%，且本發明製得的防鏽漆貯藏穩定較好，存放時間可長達5年。
實例2
首先按質量比1:10，將芽孢桿菌孢子乾粉與質量分數30%硝酸鈉溶液攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下靜置4h後，製備得孢子分散液，隨後按重量份數計，分別稱量48份酵母粉、13份纖維素、18份上述製備的孢子分散液和48份去離子水置於燒杯中，攪拌混合製備得微生物漿料；隨後將上述製備的微生物漿料置於35℃下乾燥7h，隨後碾磨並過30目篩，收集得微生物粒料，再按質量比1:5:5，將三乙醯胺、微生物粒料和環氧樹脂E-51攪拌混合併置於燒杯中，在48℃下水浴加熱53min，製備得預固化混合物，再按質量比1:10，將預固化混合物與聚二甲基矽烷攪拌混合併置於48℃下水浴加熱1.5h，隨後過濾並收集濾餅，用去離子水洗滌4次後，在48℃下乾燥7h，製備得微生物微膠囊；再按重量份數計，分別稱量48份去離子水、1.5份亞甲基二萘磺酸鈉、13份氧化鐵紅、13份滑石粉、13份硫酸鋇、13份雲母、4份氧化鋅、65份苯丙乳液和23份上述製備的微生物微膠囊置於燒杯中，在250W下超聲分散13min，製備得混合分散漿液；最後按重量份數計，分別稱量48份上述製備的混合分散漿液、13份丙烯酸酯乳液、4份聚氧丙烯甘油醚和4份聚乙烯醇置於燒杯中，攪拌混合併過濾，收集濾液靜置陳化7h，即可製備得一種生物微膠囊防鏽漆。
本實例操作簡便，使用時，將本發明製得的防鏽漆塗覆在金屬製品表面，隨後放在通風處靜置固化18min，控制防鏽漆乾燥後塗層厚度在150μm即可。經檢測，本發明製得的防鏽漆乾燥速度快，乾燥時間較原先縮短了45%，抗衝擊性達75kg·cm，其附著力達0級，同時防鏽漆耐水性能較好，浸在水中7天無褪色、起泡現象，本發明防鏽漆的壽命較普通防鏽漆提高了28%，且本發明製得的防鏽漆貯藏穩定較好，存放時間可長達7年。
實例3
首先按質量比1:10，將芽孢桿菌孢子乾粉與質量分數30%硝酸鈉溶液攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下靜置5h後，製備得孢子分散液，隨後按重量份數計，分別稱量50份酵母粉、15份纖維素、20份上述製備的孢子分散液和50份去離子水置於燒杯中，攪拌混合製備得微生物漿料；隨後將上述製備的微生物漿料置於40℃下乾燥8h，隨後碾磨並過30目篩，收集得微生物粒料，再按質量比1:5:5，將三乙醯胺、微生物粒料和環氧樹脂E-51攪拌混合併置於燒杯中，在50℃下水浴加熱60min，製備得預固化混合物，再按質量比1:10，將預固化混合物與聚二甲基矽烷攪拌混合併置於50℃下水浴加熱2h，隨後過濾並收集濾餅，用去離子水洗滌5次後，在50℃下乾燥8h，製備得微生物微膠囊；再按重量份數計，分別稱量50份去離子水、2份亞甲基二萘磺酸鈉、15份氧化鐵紅、15份滑石粉、15份硫酸鋇、15份雲母、5份氧化鋅、70份苯丙乳液和25份上述製備的微生物微膠囊置於燒杯中，在300W下超聲分散15min，製備得混合分散漿液；最後按重量份數計，分別稱量50份上述製備的混合分散漿液、15份丙烯酸酯乳液、5份聚氧丙烯甘油醚和5份聚乙烯醇置於燒杯中，攪拌混合併過濾，收集濾液靜置陳化8h，即可製備得一種生物微膠囊防鏽漆。
本實例操作簡便，使用時，將本發明製得的防鏽漆塗覆在金屬製品表面，隨後放在通風處靜置固化20min，控制防鏽漆乾燥後塗層厚度在200μm即可。經檢測，本發明製得的防鏽漆乾燥速度快，乾燥時間較原先縮短了50%，抗衝擊性達80kg·cm，其附著力達0級，同時防鏽漆耐水性能較好，浸在水中8天無褪色、起泡現象，本發明防鏽漆的壽命較普通防鏽漆提高了30%，且本發明製得的防鏽漆貯藏穩定較好，存放時間可長達8年。