[發(fā)明專利]Cu2+改性蒙脫土/生漆復(fù)合涂料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610023685.0
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105524516A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊建紅;朱劍峰;劉王輝;賀晶;丁園園
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C09D193/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天然高分子材料領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合Cu²⁺改性蒙脫土的快速干燥生漆液 及其制備方法。

背景技術(shù)

生漆是我國的特產(chǎn)資源，是從漆樹韌皮部割取的天然樹脂，屬于一種綠色天然的可再生 資源。生漆成膜后具有優(yōu)異的綜合性能，如耐酸、耐水、耐熱、超耐磨、耐腐蝕、高光澤度 以及絕緣性好。生漆常作為涂料應(yīng)用在軍工、工業(yè)設(shè)備、船舶制造、古建筑修復(fù)以及工藝品 制造方面。雖然生漆成膜后具有優(yōu)異的膜性能，但是由于其具有致敏性以及成膜條件(相對 濕度70-90％，溫度25-35℃)苛刻的不足，所以生漆的發(fā)展應(yīng)用受到了限制。同時，在生漆 的實際應(yīng)用中，也會遇到因貯存時間過長或貯存條件不適導(dǎo)致漆酶失活，漆膜無法干燥的問 題，這種不能自干的生漆稱為“死漆”，死漆因不能自干被用來提取漆酚，提取過程需要消耗 大量有機(jī)溶劑，造成了環(huán)境污染，也導(dǎo)致了生漆資源的浪費。天然生漆的干燥成膜是在漆酶 的催化氧化下進(jìn)行，漆酶是一種含銅的多酚氧化酶，漆酶中的銅離子是實現(xiàn)其催化特性的關(guān) 鍵，研究表明漆酶中包含三種類型的銅離子，這些銅離子在漆酶催化作用中通過不斷的氧化 還原傳遞電子，從而氧化漆酚單體生成漆酚醌自由基，漆酚醌自由基和漆酚單體進(jìn)一步聚合 生成二聚體，漆酚二聚體不斷聚合生成了空間網(wǎng)狀聚合物，構(gòu)成漆膜。因此，在生漆自然干 燥成膜的過程中，漆酶所帶的Cu²⁺有著重要的作用。

近年來，聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料的研究有迅速的發(fā)展，利用硅酸鹽粘土改變材 料結(jié)構(gòu)可以使其獲得更好的性能。蒙脫土是一種天然硅酸鹽粘土礦物，是由兩層硅氧四面體 片夾一層鋁氧八面體片所構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)，蒙脫土特殊的結(jié)構(gòu)使其具有獨特的吸附及離子交 換特性。馬玉龍，郭彤，許梓榮等人【硅酸鹽學(xué)報，2005(33)，1041-1044】報道了載銅蒙 脫土的制備，表征結(jié)果顯示Cu²⁺以水和陽離子的形式插層到蒙脫土中，但是其實驗中蒙脫土 不經(jīng)其他處理，直接利用CuSO₄溶液進(jìn)行插層處理，蒙脫土載銅含量較低。本專利中采用的 Cu²⁺改性蒙脫土經(jīng)過酸改性、Na⁺鹽改性處理后進(jìn)行插層改性，獲得了載銅量較高的Cu²⁺改性 蒙脫土。

近年，利用硅酸鹽粘土改善樹脂性能的研究也有很多進(jìn)展，徐艷蓮，胡炳環(huán)，林金火等 人【高分子學(xué)報，2005(6)，825-828】報道了用有機(jī)改性蒙脫土通過溶液插層聚合制備了漆 酚鈦聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，蒙脫土的加入提高了復(fù)合材料的耐熱性和抗紫外性能。但 該文獻(xiàn)所用的原料不是天然生漆，其利用的蒙脫土也不是Cu²⁺改性蒙脫土。

目前，尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于利用Cu²⁺改性蒙脫土改善天然生漆干燥性能及膜性能方面的研究和 專利文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是改善生漆應(yīng)用過程中存在的問題，主要是在保持天然生漆原有結(jié)構(gòu)的前 提下，利用蒙脫土負(fù)載Cu²⁺，并模擬漆酶的催化作用，提高生漆的干燥性能，恢復(fù)“死漆” 的干燥活性，同時蒙脫土的加入也能改善漆膜的性能。

本發(fā)明利用Cu²⁺改性蒙脫土和漆酶協(xié)同作用，加快生漆中電子傳遞，促進(jìn)漆酚單體快速 氧化生成漆酚醌自由基，并進(jìn)一步聚合形成大分子量聚合物，實現(xiàn)加速漆膜干燥過程的目的。

本發(fā)明中Cu²⁺改性蒙脫土在生漆成膜過程中可以嵌入漆膜的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，填補(bǔ)漆膜 干燥過程中因失水留下的孔洞，從而提高漆膜的光澤度。

本發(fā)明中Cu²⁺改性蒙脫土/生漆復(fù)合涂料的制備是將Cu²⁺改性蒙脫土以懸浮液形式添加 到天然生漆中，制備方法綠色環(huán)保。

本發(fā)明中采用的Cu²⁺改性蒙脫土包括負(fù)載Cu²⁺質(zhì)量百分比為0.2-2.5％的改性蒙脫土，具 體制備方法如下：

1，將5g蒙脫土分散于裝有100ml去離子水的燒杯中，用2mol/L的HNO₃溶液調(diào)節(jié)pH 值到2，然后在室溫下攪拌8h，靜置過夜，即得酸改性蒙脫土。