[發明專利]一種改性水性環氧樹脂/納米SiO2

在審

• 申請號: 201910030806.8
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN111434737A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 陳曉婷;楊璐璐
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D183/08;C09D7/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種改性水性環氧樹脂/納米SiO₂復合疏水涂層及制備方法，所述的疏水涂層是以氨基硅油改性水性環氧樹脂作為基材，通過簡單調節氟化SiO₂納米粉體的加入量，制備出具有不同疏水性的疏水涂層。制備方法包括三個步驟，第一步用1H，1H，2H，2H?全氟辛基三乙氧基硅烷(FAS)將預處理后的納米SiO₂進行改性得到氟化納米SiO₂，第二步用氨基硅油改性水性環氧樹脂，第三步將氟化納米SiO₂與改性水性環氧樹脂復配制備疏水涂層。本制備方法中對納米SiO₂的改性使用具有雙官能團硅烷偶聯劑，可使被處理過的基材具有極低的表面能和極差的潤濕性。而氨基硅油可以使基材具有一定程度的耐水性。本制備方法工藝簡單，涂層具有良好的疏水疏油性，力學性能也有所提高。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，更具體是涉及一種改性水性環氧樹脂/納米SiO₂復合疏水涂層及制備方法。

背景技術

環氧樹脂因其具有較好的耐腐蝕性、耐化學品性及耐溶劑性，尤其耐堿性良好，并且具有附著力強、硬度高、耐磨性好等特點，已在軍工、民用等方面得到了廣泛應用，特別是在涂料應用方面，世界范圍內40％環氧樹脂用作涂料。傳統的環氧樹脂在使用中存在低毒易揮發溶劑的問題，會污染環境。隨著時代的發展，對環境保護的關注越來越高，國內外紛紛提出嚴格限制揮發性有機溶劑(VOC)的排放，開發具有環保效益的水性環氧體系成為各國研究的熱點之一。而目前，在我國高污染涂料品種仍占據較大的比例，特別是工業涂裝領域，仍是溶劑性涂料一統天下，對環境和施工人員帶來嚴重危害。目前，用于環氧樹脂的溶劑大多數是芳烴類、酮類及醇類有機溶劑中，而有機溶劑存在著價格高、且具有揮發性和污染環境等缺點。

在環保法規和政策的趨勢下，水性環氧涂料成為發展極快的一類防腐涂料。它以改性水性環氧樹脂為基材、水為溶劑，疏水型的納米粒子作為填料，通過室溫固化在涂層表面構筑微-納米多級粗糙結構以獲得疏水性能，提高耐磨性和耐腐蝕性。不但具有良好的抗水性，而且符合當今對環氧涂料的室溫固化、低毒環保的趨勢。水性涂料具有無色無味、低粘度、快干、高固含量、成本低等優點，并在制造過程不使用有機溶劑、施工過程不排放有機溶劑，因此開發水性涂料具有很大的應用價值。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種改性水性環氧樹脂/納米SiO₂復合疏水涂層及制備方法。所述的疏水涂層是以氨基硅油改性水性環氧樹脂作為基材，通過簡單調節氟化SiO₂納米粉體的加入量，制備出具有不同疏水性的疏水涂層。本制備方法中對納米SiO₂的改性使用具有雙官能團硅烷偶聯劑，可使被處理過的基材具有極低的表面能和極差的潤濕性。而氨基硅油可以使基材具有一定程度的耐水性。本制備方法工藝簡單，涂層具有良好的疏水疏油性，力學性能也有所提高。

本發明的技術方案為：

(1)制備氟化改性納米SiO₂：將預處理后的納米SiO₂分散在溶劑中，超聲分散25min，加入FAS和催化劑，氮氣保護下，在70℃反應12h。待懸濁液冷卻后，離心分離，并用溶劑洗滌3～4次。最后在80℃下干燥改性SiO₂納米粒子8h，得到氟化納米SiO₂粉體。

(2)反相乳化法制備氨基硅油乳液：氨基硅油和乳化劑混合攪拌15min，轉速1000r/min，再加入助乳化劑，高速攪拌5min，滴加溶劑，升溫至70℃攪拌1h，得到氨基硅油乳液。

(3)水性環氧樹脂基材改性：取氨基硅油乳液、水性環氧樹脂乳液和催化劑于反應器中，氮氣保護下，在70～80℃反應6h，得到改性水性環氧樹脂乳液。