[发明专利]一种水性涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性涂料的制备方法。

背景技术

水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料(乳胶涂料)3种。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。

水性涂料是涂料市场上一种比较新型的涂料，很多人对于水性涂料并没有正确的认识，水性涂料相对于溶剂性油漆涂料，具有以下特点：水性涂料以水作溶剂，节省大量资源；水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工；水性涂料对材质表面适应性好，涂层附着力强；水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗。

但是水性涂料也有以下缺点，水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差，输送时，分散微粒被压缩成固态微粒，使涂膜产生麻点。

发明内容

本发明专利的目的在于为了解决上述问题，提供一种强度大，稳定性强的水性涂料；本发明采用如下技术方案：

一种水性涂料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

将环氧树脂，水性聚氨酯乳液和纳米粒子在50-80℃混合并搅拌10-30min，加入三乙胺，搅拌冷却至常温既得到水性涂料。

2、如权利要求1所述的一种水性涂料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂，水性聚氨酯乳液、纳米粒子和三乙胺的质量比为20-40:6-10:1-5:0.5-3。

3、如权利要求1所述的一种水性涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子为改性纳米粒子。

4、如权利要求3所述的一种水性涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子的粒径为10-30nm。

5、如权利要求4所述的一种水性涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米粒子的粒径为15-30nm。

所述水性聚氨酯乳液采用如下方法制备：

(1)首先将含氟聚醚多元醇于100-110℃、真空度0.08-0.1MPa下脱水处理1-4h得到经过处理的含氟聚醚多元醇；

(2)常温下将脂肪族超支化聚酯置于四氢呋喃中搅拌均匀，加入二异氰酸酯升温至50-70℃反应30-60min，升温至70-80℃加入经过处理的含氟聚醚多元醇，反应45-90min得到含氟超支化聚氨酯预聚体；所述经过处理的含氟聚醚多元醇、脂肪族超支化聚酯、四氢呋喃、二异氰酸酯的摩尔比为3-4:2-4:5-30:1-3；

(3)环氧基封端的含氟超支化聚氨酯预聚体的制备

在氮气的保护下，将环氧化合物，十六烷基三甲基溴化铵，对苯二酚放入反应器中，加热至90℃，加入步骤(2)制备的含氟超支化聚氨酯预聚体，反应器中的温度控制在90℃～120℃，搅拌反应45-90min，得到环氧基封端的含氟超支化聚氨酯预聚体；

所述环氧化合物、十六烷基三甲基溴化铵、对苯二酚、含氟超支化聚氨酯预聚体的摩尔比为5-10:0.1-0.2:0.1-0.2:4-6；

(4)水性聚氨酯乳液

将环氧基封端的含氟超支化聚氨酯预聚体和丙烯酸丁酯混合搅拌，升温至60-70℃，持续反应4-5h，反应结束后自然降温至30-50℃，置于乳化釜中，加入三乙胺和去离子水反应30-40min，得到水性聚氨酯乳液。

所述环氧基封端的含氟超支化聚氨酯预聚体、丙烯酸丁酯、三乙胺和去离子水的质量比为3-8:1-3:0.1-0.2:10-30。

所述改性纳米粒子的制备采用如下方法：

(1)将纳米二氧化硅颗粒分散在含盐酸的乙醇溶液中，控制溶液的pH值为2-6，在80-100℃下回流4-6次，每次回流2-3h，回流完毕后，将杂质过滤，固体粉末采用无水乙醇和去离子水分别离心洗涤4次，并在50-100℃下真空干燥得到提纯的纳米二氧化硅颗粒；

(2)将步骤(1)所制备得到的提纯的纳米二氧化硅颗粒分散在除水的甲苯中，加入3-氨丙基三甲基硅烷，60-90℃下冷凝回流5-20h，回流完毕后自然冷却至常温后，采用离心机离心，将固体分别采用乙醇和去离子水洗涤3-6次，最后在70℃下真空干燥即得到氨基改性的纳米二氧化硅颗粒；

(3)将步骤(2)得到的氨基改性的纳米二氧化硅颗粒置于二甲基亚砜中冰浴中搅拌10-30min，添加酸酐类化合物，添加完毕后升温至100-160℃，回流8-20h，采用乙醇清洗3-6遍，在30-60℃下真空干燥60-90min得到带有活性酸酐的纳米二氧化硅颗粒。

有益效果：

1、本发明的制备方法具有工艺简单、绿色无污染、涂料的力学性能强、应用前景广泛等优点；