一種磁導電水性塗料的製備方法及其應用與流程

2024-03-23 07:47:05 1

本發明屬於塗料領域，具體涉及一種磁導電水性塗料的製備方法及其應用。

背景技術：

環氧樹脂具有優異的耐化學腐蝕性，對眾多底材具有極佳的附著力，能與多種固化劑固化，塗膜的緻密性好、剛性強、耐熱耐磨性都很好，在防腐塗料中佔據著重要地位，通過添加不同的填料和調整固化劑品種，可以製成性能各異的環氧樹脂防腐塗料、適用於不同的防腐場合，達到良好的保護效果。每年世界上約有40%的環氧樹脂應用於製造環氧塗料，大部分應用於防腐領域。在我國，大約有30%-40%的環氧樹脂被加工成各種各樣的塗料，在船舶、土木工程、家用電器、機電工業等領域有著廣泛的用途；

目前，隨著廣告行業的發展越來越迅速，廣告展示的底板有木質板材、塑料板材、木塑板材、金屬板材等，傳統直接將廣告採用噴印或者塗刷等方式容易造成嚴重的資源浪費，更換廣告還需要進行清洗等處理，費時費力又不方便，因此本發明打算研究一種全新的磁性塗料，該塗料對於各種基材的粘結強度高，通過將基材表面賦予磁性，然後將廣告做成磁性的貼膜，在更換廣告時，只需要更換磁性貼膜即可，解決了傳統的大面積需要經常更換畫面的廣告所面臨的運輸成本高，安裝限時，費時和安裝人力成本高的問題，同時本發明的塗料可以自由選擇塗覆面積，根據廣告貼膜的大小來對基材進行磁性塗覆，選擇性好，實用性強，同時，本發明的塗料也可以用於廣告貼膜的磁性塗覆，該貼膜也可以做成木質、塑料、金屬等材質，然後採用本發明的塗料進行塗覆，改變了傳統的廣告展示模式，具有很好的社會效益。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對現有廣告展示中存在的缺陷，提供一種磁導電水性塗料的製備方法及其應用。

為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：

一種磁導電水性塗料的製備方法，包括以下步驟：

（1）取10-14重量份的六水三氯化鐵，加入到其重量4-6倍的乙二醇中，攪拌均勻，加入0.7-1重量份的十六烷基二甲基叔胺，超聲2-3分鐘，得胺化鐵鹽分散液；

（2）取35-40重量份的甲基丙烯酸甲酯、20-22重量份的環氧丙醇混合，送入到不鏽鋼反應釜中，通入氮氣，加入上述胺化鐵鹽分散液，調節反應釜溫度為90-105℃，攪拌反應1-2小時，滴加15-20重量份的、濃度為10-12%的氨水，調節反應釜溫度為150-160℃，繼續攪拌反應3-5小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化縮水甘油酯；

（3）取上述磁性摻雜胺化縮水甘油酯，加入到其重量3-4倍的環己醇中，攪拌均勻，加入1-1.3重量份的過氧化二異丙苯，送入到反應釜中，通入氮氣，調節反應釜溫度為60-70℃，攪拌反應20-25小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化聚縮水甘油酯；

（4）取2-3重量份的三氧化鎢，加入到其重量6-7倍的無水乙醇中，加入5-8重量份的三羥甲基丙烷，升高溫度為70-75℃，超聲1-2小時，蒸餾除去乙醇，常溫乾燥，得羥基化三氧化鎢；

（5）取上述磁性摻雜胺化聚縮水甘油酯、羥基化三氧化鎢混合，加入0.1-0.2重量份的對苯二甲醯氯，攪拌均勻，送入到聚四氟乙烯反應釜中，加入0.1-0.3重量份的催化劑，在70-85℃下攪拌反應10-15小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化改性填料；

（6）取1-2重量份的引發劑，加入到其重量30-40倍的去離子水中，攪拌均勻；

（7）取30-40重量份的苯胺，與5-7重量份的對甲基苯磺酸混合，加入到混合料重量7-11倍的去離子水中，攪拌均勻，送入到反應釜中，滴加上述引發劑水溶液，滴加完畢後通入氮氣，調節反應釜溫度為1-3℃，攪拌反應4-6小時，加入1-2重量份的羧甲基纖維素鈉，升高溫度為46-50℃，保溫攪拌10-20分鐘，出料，得酸摻雜聚苯胺乳液；

（8）取上述磁性摻雜胺化改性填料，加入到上述酸摻雜聚苯胺乳液中，升高溫度為50-60℃，攪拌反應2-3小時，得醯胺化磁性導電乳液；

（9）取170-190重量份的環氧樹脂e44，加入到上述醯胺化磁性導電乳液中，2000-3000轉/分攪拌1-2小時，即得。

一種磁導電水性塗料的製備方法，所述的催化劑為硫酸鈣、氫氧化鈣中的一種或為兩種的混合物，當為兩種的混合物時，硫酸鈣、氫氧化鈣的重量比為4-5：1。

一種磁導電水性塗料的製備方法，所述的引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種。

一種磁導電水性塗料的應用，所述的磁導電水性塗料主要用於廣告展示領域，具體為：

將所述的磁導電水性塗料與其重量20-25%的三聚氰胺甲醛樹脂固化劑混合，攪拌均勻，分別塗覆於各種材料的廣告板基材表面和各種材料的廣告貼膜表面，然後將廣告貼膜貼到廣告板上。

本發明的優點：

本發明首先採用十六烷基二甲基叔胺處理鐵鹽溶液，得胺化鐵鹽分散液，然後與甲基丙烯酸甲酯、環氧丙醇混合，加入氨水，該氨水不僅作為甲基丙烯酸甲酯、環氧丙醇反應的催化劑，還同時將鐵鹽沉澱，最後在高溫下進行水熱反應，得到鐵的氧化物摻雜胺化縮水甘油酯，然後採用三羥甲基丙烷處理三氧化鎢，將得到的羥基化三氧化鎢與鐵的氧化物摻雜胺化縮水甘油酯混合，加入對苯二甲醯氯保護胺基，在催化劑的作用下將羥基與環氧基進行開環反應，得磁性摻雜胺化改性填料，然後將苯胺單體與對甲基苯磺酸混合聚合，得到酸摻雜的聚苯胺，然後將其與磁性摻雜胺化改性填料混合，通過羧基與胺基的反應，生成醯胺化磁性導電乳液，然後分散到環氧樹脂水性溶液中，得到磁導電水性塗料；

傳統甲基丙烯酸甲酯、環氧丙醇反應的酯交換催化劑為胺類或甲醇鋰、氰化鉀等，胺類容易引入雜質，甲醇鋰、氰化鉀等反應劇烈，且有毒性，本發明採用的氨水作為催化劑，反應溫和，無毒，成本低；

本發明將三氧化鎢、磁性鐵氧化物等分別進行處理後分散到環氧樹脂水溶液中，有效的降低了沉積，提高了塗料的均勻穩定性；

本發明的塗料主要用於廣告展示，通過將基材表面賦予磁性，然後將廣告做成磁性的貼膜，在更換廣告時，只需要更換磁性貼膜即可，解決了傳統的大面積需要經常更換畫面的廣告所面臨的運輸成本高，安裝限時，費時和安裝人力成本高的問題，同時本發明的塗料可以自由選擇塗覆面積，根據廣告貼膜的大小來對基材進行磁性塗覆，選擇性好，實用性強，同時，本發明的塗料也可以用於廣告貼膜的磁性塗覆，該貼膜也可以做成木質、塑料、金屬等材質，然後採用本發明的塗料進行塗覆，改變了傳統的廣告展示模式，具有很好的社會效益，本發明加入的三氧化鎢具有很好的電致變色性，經過酸摻雜的聚苯胺具有很好的導電性，在通電時能夠提高塗膜的亮度、色度，提高廣告吸引力。

具體實施方式

實施例1

一種磁導電水性塗料的製備方法，包括以下步驟：

（1）取14重量份的六水三氯化鐵，加入到其重量6倍的乙二醇中，攪拌均勻，加入1重量份的十六烷基二甲基叔胺，超聲3分鐘，得胺化鐵鹽分散液；

（2）取40重量份的甲基丙烯酸甲酯、22重量份的環氧丙醇混合，送入到不鏽鋼反應釜中，通入氮氣，加入上述胺化鐵鹽分散液，調節反應釜溫度為105℃，攪拌反應2小時，滴加20重量份的、濃度為12%的氨水，調節反應釜溫度為160℃，繼續攪拌反應5小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化縮水甘油酯；

（3）取上述磁性摻雜胺化縮水甘油酯，加入到其重量4倍的環己醇中，攪拌均勻，加入1.3重量份的過氧化二異丙苯，送入到反應釜中，通入氮氣，調節反應釜溫度為70℃，攪拌反應25小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化聚縮水甘油酯；

（4）取3重量份的三氧化鎢，加入到其重量7倍的無水乙醇中，加入8重量份的三羥甲基丙烷，升高溫度為75℃，超聲2小時，蒸餾除去乙醇，常溫乾燥，得羥基化三氧化鎢；

（5）取上述磁性摻雜胺化聚縮水甘油酯、羥基化三氧化鎢混合，加入0.2重量份的對苯二甲醯氯，攪拌均勻，送入到聚四氟乙烯反應釜中，加入0.3重量份的催化劑，在85℃下攪拌反應15小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化改性填料；

（6）取2重量份的引發劑，加入到其重量40倍的去離子水中，攪拌均勻；

（7）取40重量份的苯胺，與7重量份的對甲基苯磺酸混合，加入到混合料重量11倍的去離子水中，攪拌均勻，送入到反應釜中，滴加上述引發劑水溶液，滴加完畢後通入氮氣，調節反應釜溫度為3℃，攪拌反應6小時，加入2重量份的羧甲基纖維素鈉，升高溫度為50℃，保溫攪拌20分鐘，出料，得酸摻雜聚苯胺乳液；

（8）取上述磁性摻雜胺化改性填料，加入到上述酸摻雜聚苯胺乳液中，升高溫度為60℃，攪拌反應3小時，得醯胺化磁性導電乳液；

（9）取190重量份的環氧樹脂e44，加入到上述醯胺化磁性導電乳液中，3000轉/分攪拌2小時，即得。

一種磁導電水性塗料的製備方法，所述的催化劑為氫氧化鈣。

一種磁導電水性塗料的製備方法，所述的引發劑為過硫酸鈉。

一種磁導電水性塗料的應用，所述的磁導電水性塗料主要用於廣告展示領域，具體為：

將所述的磁導電水性塗料與其重量25%的三聚氰胺甲醛樹脂固化劑混合，攪拌均勻，分別塗覆於各種材料的廣告板基材表面和各種材料的廣告貼膜表面，然後將廣告貼膜貼到廣告板上。

實施例2

一種磁導電水性塗料的製備方法，包括以下步驟：

（1）取10重量份的六水三氯化鐵，加入到其重量4倍的乙二醇中，攪拌均勻，加入0.7重量份的十六烷基二甲基叔胺，超聲2分鐘，得胺化鐵鹽分散液；

（2）取35重量份的甲基丙烯酸甲酯、20重量份的環氧丙醇混合，送入到不鏽鋼反應釜中，通入氮氣，加入上述胺化鐵鹽分散液，調節反應釜溫度為90℃，攪拌反應1小時，滴加15重量份的、濃度為10%的氨水，調節反應釜溫度為150℃，繼續攪拌反應3小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化縮水甘油酯；

（3）取上述磁性摻雜胺化縮水甘油酯，加入到其重量3倍的環己醇中，攪拌均勻，加入1重量份的過氧化二異丙苯，送入到反應釜中，通入氮氣，調節反應釜溫度為60℃，攪拌反應20小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化聚縮水甘油酯；

（4）取2重量份的三氧化鎢，加入到其重量6倍的無水乙醇中，加入5重量份的三羥甲基丙烷，升高溫度為70℃，超聲1小時，蒸餾除去乙醇，常溫乾燥，得羥基化三氧化鎢；

（5）取上述磁性摻雜胺化聚縮水甘油酯、羥基化三氧化鎢混合，加入0.1重量份的對苯二甲醯氯，攪拌均勻，送入到聚四氟乙烯反應釜中，加入0.1重量份的催化劑，在70℃下攪拌反應10小時，出料冷卻，得磁性摻雜胺化改性填料；

（6）取1重量份的引發劑，加入到其重量30倍的去離子水中，攪拌均勻；

（7）取30重量份的苯胺，與5重量份的對甲基苯磺酸混合，加入到混合料重量7倍的去離子水中，攪拌均勻，送入到反應釜中，滴加上述引發劑水溶液，滴加完畢後通入氮氣，調節反應釜溫度為1℃，攪拌反應4小時，加入1重量份的羧甲基纖維素鈉，升高溫度為46℃，保溫攪拌10分鐘，出料，得酸摻雜聚苯胺乳液；

（8）取上述磁性摻雜胺化改性填料，加入到上述酸摻雜聚苯胺乳液中，升高溫度為50℃，攪拌反應2小時，得醯胺化磁性導電乳液；

（9）取170重量份的環氧樹脂e44，加入到上述醯胺化磁性導電乳液中，2000轉/分攪拌1小時，即得。

一種磁導電水性塗料的製備方法，所述的催化劑為硫酸鈣。

一種磁導電水性塗料的製備方法，所述的引發劑為過硫酸銨。

一種磁導電水性塗料的應用，所述的磁導電水性塗料主要用於廣告展示領域，具體為：

將所述的磁導電水性塗料與其重量20%的三聚氰胺甲醛樹脂固化劑混合，攪拌均勻，分別塗覆於各種材料的廣告板基材表面和各種材料的廣告貼膜表面，然後將廣告貼膜貼到廣告板上。

性能測試：

本發明塗料無結塊無沉積，塗層平整光滑無顆粒；

附著力：1級；

不透水性：0.3mpa、30min無滲透；

低溫柔性：-25℃、30min，無裂紋、無斷裂；

粘結強度：0.6-0.8mpa；

耐熱度：100℃、30min，無流淌，無斷裂；

表面電阻率0.1-0.2ω/cm2；

傳統水性環氧塗料的附著力為2級、在-25℃、30min下塗膜斷裂，粘結強度為0.5-0.6mpa。