[發明專利]一種含納米耐磨材料的水性環氧樹脂乳液的制備方法

有效

• 申請號: 202010058839.6
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111154379B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 陳曉蕾;丁麗萍;朱鵬;顧盼;張夢巖;陳明華;姜程偉;俞淑瑩;黃天祥
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 徐思波

本發明提供一種含納米耐磨材料的水性環氧樹脂乳液的制備方法，具體包括以下步驟：將納米耐磨材料粉末加入到去離子水中，預攪拌均勻后加入到球磨機的球磨罐中，經球磨介質球；過篩得分散均勻的納米耐磨材料和去離子水的混合溶液A；將一定量的雙酚A型環氧樹脂加入到反應釜中進行熔化；待完全熔化后，加入助溶劑和自制乳化劑RX?1，混合均勻，開攪拌；攪拌均勻后，同時開啟乳化高剪切機器和蠕動泵滴加混合溶液A進行相反轉實驗，待加入一定量的混合溶液A后，停止加混合溶液A后，繼續攪拌30~60min，停機器，出料，得到含有納米耐磨材料的水性環氧樹脂乳液。本發明增強了涂料的耐磨性能和抗腐蝕性能，且減少了團聚，增強了乳液的長期存放穩定性。

技術領域

本發明屬于涂料制備技術領域，具體涉及一種含納米耐磨材料的水性環氧樹脂乳液的制備方法。

背景技術

水性涂料是用水作溶劑或者作分散介質的涂料，其有利于資源合理利用、防止環境污染、保護人體健康，且不含或少含揮發性有機化合物(VOCS)及有害空氣污染物(HAP)，已成為研發熱點、推廣應用的亮點及增長點。水性環氧樹脂涂料相對于傳統的環氧樹脂涂料，減少了有機溶劑對環境和人體造成的傷害，但是現有水性環氧樹脂涂料的粘結性和機械性能低，使得涂層容易開裂和脫落，從而限制水性環氧樹脂涂料的廣泛使用。

將納米材料應用于水性涂料制成水性納米復合耐磨涂料，是目前國內外耐磨涂料界研究開發的熱點之一。特別是將納米材料引入有機相中，形成有機/無機雜化納米復合涂膜結構，它將具有抵御原子氧降解、高能UV輻射和高能粒子沖擊的特點，將大大提高表面涂層的使用壽命。

納米耐磨材料比表面積大、化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好、硬度和機械強度均較高，是改善水性環氧樹脂乳液耐磨性能的良好材料。目前常用的納米耐磨材料有碳化硅、滑石粉、硫酸鋇，膨潤土、二氧化硅、二氧化鈦、納米玻纖、石墨烯等。

然而，納米耐磨材料在涂料中分散還存在一些問題，目前，專利號為：108659679A，專利名稱為：一種高強耐磨水性環氧地坪漆及其制備方法；專利號為：206418071U，專利名稱為：一種水性環氧耐磨防銹涂層；及專利號為：108485471 A ，專利名稱為：一種石墨烯水性環氧耐磨自流平涂料及其制備方法；這三個中國專利公開的分散方法大多為直接將納米耐磨材料直接分散在環氧樹脂乳液中，但是，由于納米材料的粒徑小、比表面積大、表面能高、很容易形成團聚體；并且乳液粘度較大，導致納米耐磨材料在水性環氧樹脂中分散效果并不好，從而不能發揮其應有的納米特性，甚至對產品的其他性能產生不良的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種含納米耐磨材料的水性環氧樹脂乳液的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種含納米耐磨材料的水性環氧樹脂乳液的制備方法，其特征在于，包括（1）納米耐磨材料的水溶液分散過程和（2）水性環氧樹脂乳液的制備過程；其中，

（1）納米耐磨材料的水溶液分散過程，包括以下步驟：

（1-1）將納米耐磨材料粉末加入到去離子水中，預攪拌均勻；

（1-2）預攪拌均勻后加入到球磨機的球磨罐中，經球磨介質球磨0.5~2h；

（1-3）過篩得分散均勻的納米耐磨材料和去離子水的混合溶液A，混合溶液A為懸濁液，該懸濁液至少室溫貯存48小時無明顯沉淀；

（2）水性環氧樹脂乳液的制備過程，包括以下步驟：

（2-1）將一定量的雙酚A型環氧樹脂加入到反應釜中進行熔化，反應釜的溫度控制在80~120℃之間；

（2-2）待完全熔化后，加入助溶劑和自制乳化劑RX-1，混合均勻，開攪拌，轉速控制在100~600r/min；