一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸‑环氧树脂涂料及制备方法。该涂料由丙烯酸改性的环氧树脂涂料和填料组成，填料占丙烯酸改性的环氧树脂的质量分数为0.5％～5％；其中丙烯酸改性的环氧树脂中丙烯酸占环氧树脂的质量分数为10％～20％；填料为半纤维素和纤维素。首先用丙烯酸改性环氧树脂，得到一种丙烯酸‑环氧树脂涂料；然后将填料半纤维素和纤维素混合超声分散在去离子水中，再加入到丙烯酸‑环氧树脂涂料中去，得到混合涂料；混合涂料脱泡处理；得到水性半纤维素/纤维素/丙烯酸‑环氧树脂涂料。本发明专利技术涉及的原料广泛易得，环保无污染，纤维素和半纤维素更是取之不尽用之不竭。且涂料具有稳定性高，防腐性能优异等优点。

A Waterborne Hemicellulose/Cellulose/Acrylic Acid-Epoxy Resin Coating and Its Preparation Method

The invention discloses a waterborne hemicellulose/cellulose/acrylic acid epoxy resin coating and a preparation method thereof. The coating is composed of acrylic modified epoxy resin coatings and fillers. The fillers account for 0.5%-5% of the mass fraction of acrylic modified epoxy resin. The mass fraction of acrylic modified epoxy resin is 10%-20%, and the fillers are hemicellulose and cellulose. A kind of acrylic-epoxy resin coatings was obtained by modifying epoxy resin with acrylic acid. Then the filler hemicellulose and cellulose were dispersed in deionized water by ultrasonic wave, and then added into acrylic-epoxy resin coatings to obtain the mixed coatings. The mixed coatings were defoamed and the waterborne hemicellulose/cellulose/acrylic acid-epoxy resin coatings were obtained. The raw materials of the invention are widely available, environmentally friendly and pollution-free, and cellulose and hemicellulose are inexhaustible. And the coating has the advantages of high stability and excellent anti-corrosion performance.

【技术实现步骤摘要】
一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料及其制备方法。
技术介绍
在我国，环境保护是一项极其受关注的问题，水性环氧树脂因其在环保方面的优势也成为了研究的焦点。随着环境保护形势的日益严峻，在涂料行业，研究低有机挥发份的水性防腐涂料是防腐涂料发展的重要趋势。而作为水性防腐涂料最重要的组成部分，高性能水性防腐蚀树脂的制备成为急需解决的课题之一。环氧树脂是一类具有良好的黏结性能、附着力、电绝缘性能、化学稳定性的热固型高分子材料，作为涂料、胶粘剂以及复合材料等的树脂基体，应用的领域非常广泛。而环氧树脂又分为溶剂型环氧树脂和水性环氧树脂，其中溶剂型环氧树脂由于其使用的溶剂为有机溶剂，多为易挥发且有毒性的组分，所以其需求量日益减少；但水溶性环氧树脂则是用水来作为溶剂，天然无污染，所以溶剂型环氧树脂的需求被水溶型环氧树脂超越已是必然，甚至是完全取代也十分可能。所以越来越多的科研工作者致力于研发出环保型的水性环氧树脂。在自然界中，纤维素和半纤维素的含量十分丰富，大多数植物中通常都含有这两种生物高分子。其中半纤维素呈多糖环状结构，这使得其易形成致密的大分子网络结构，而这种大分子的网状结构使其具有良好的气体阻隔性能，尤其是阻氧性能优良，而氧气正是导致腐蚀的主要因素之一。因此半纤维素涂料在防腐性能上的提升较明显。另外，纤维素在植物内的含量比半纤维素更高，且其具有硬度大、强度高、结晶度高、表面张力大、反应活性高等优良性能以及纳米粒子的特殊性质。由于这些性质，在将其混合进涂料中去时，能够提高聚合物阻隔性能、热性能和力学性能。因此，将半纤维素与纤维素混合加入到丙烯酸-环氧树脂涂料中的前景十分光明。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了改进现有技术的不足而提供一种安全环保无污染的新型水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料，本专利技术的另一目的是提供上述涂料的制备方法，其主要用于钢铁的防腐方面。具有无毒，无味，成本低廉，原料广泛易得且可再生等特点，并在纯丙烯酸-环氧树脂涂料的基础上进一步提高防腐性能。本专利技术的技术方案为：一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料，其特征在于：该涂料由丙烯酸改性的环氧树脂涂料和填料组成，填料占丙烯酸改性的环氧树脂涂料中丙烯酸改性的环氧树脂的质量分数为0.5％～5％；其中丙烯酸改性的环氧树脂涂料中丙烯酸占环氧树脂的质量分数为10％～20％；填料为半纤维素和纤维素。优选上述半纤维素和纤维素的质量比为(0.5～3)：1。优选所述的丙烯酸改性的环氧树脂中的环氧树脂为环氧树脂E-12、环氧树脂E-20、环氧树脂E-44或环氧树脂E-51。更优选为环氧树脂E-44。优选上述的丙烯酸为：α-甲基丙烯酸。本专利技术还提供了上述的水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料的制备方法，其具体步骤如下：(1)首先用丙烯酸改性环氧树脂，得到一种丙烯酸-环氧树脂涂料；然后将填料半纤维素和纤维素混合超声分散在去离子水中，再加入到丙烯酸-环氧树脂涂料中去，得到混合涂料；(2)混合涂料脱泡处理；得到水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料。上述的用丙烯酸改性环氧树脂涂料是用常规的方法进行改性。具体步骤为：一)、将亲水性丙烯酸单体接枝于环氧树脂上，其中丙烯酸的量占环氧树脂的质量分数为10％～20％，二)、将乙二胺充分溶解去离子水中配制成碱液，步骤一所得反应产物冷却至室温，搅拌状态下缓慢滴加碱液至反应产物中，直至产物PH值达到9.0左右，得到丙烯酸-环氧树脂涂料。优选步骤(1)中混合后涂料的质量固含量控制为10％～60％。优选半纤维素和纤维素的质量比为(0.5～3)：1。优选步骤(1)中所述的超声分散参数为：超声分散的时间为10～30min。优选步骤(2)中所述的脱泡处理方法采用静置、负压或超声脱泡的一种或两种。所制得的涂料的性能测试方法为：先采用溶剂蒸发的方法在钢板上生成涂膜；优选所述的溶剂蒸发时间为12～24h。然后真空干燥，进一步蒸发涂膜中残留的溶剂再进行防腐性能测试；优选真空干燥的参数为：40～60℃条件下干燥24～48h，随后升温至70～90℃继续干燥12～24h。有益效果：本专利技术公开了一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料，包括该涂料的制备方法。本专利技术涉及的原料广泛易得，环保无污染，纤维素和半纤维素更是取之不尽用之不竭。且涂料具有稳定性高，防腐性能优异等优点。具体实施方式以下实施例对本专利技术作具体说明，不对本专利技术作出限制。以下例子的丙烯酸-环氧树脂涂料由以下方法制得：具体步骤为：一)、将亲水性丙烯酸单体接枝于环氧树脂上，其中丙烯酸的量占环氧树脂的质量分数为10％～20％，二)、将乙二胺充分溶解去离子水中配制成碱液，步骤一所得反应产物冷却至室温，搅拌状态下缓慢滴加碱液至反应产物中，直至产物PH值达到9.0左右，得到丙烯酸-环氧树脂涂料。实施例1本实施例中，一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料，其具体制备步骤为：称取10份丙烯酸改性环氧树脂涂料，其中丙烯酸占环氧树脂E-44的质量分数为10％，添加填料半纤维素和纤维素，按其质量比为2:1添加。填料质量占丙烯酸改性环氧树脂涂料的2％。先将半纤维素和纤维素的混合物加入到去离子水中超声分散10min，使半纤维素和纤维素均匀的分散在去离子水中，然后将分散均匀的溶液缓慢加入到丙烯酸改性环氧树脂涂料中。使混合后的涂料的质量固含量为30％，继续磁力搅拌6h，完成后再超声脱泡15min，随后静置脱泡12h即得到水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料。将涂料均匀的刮涂在45号碳钢上，室温下溶剂蒸发24h，然后将其放入到真空干燥箱内，60℃条件下干燥48h，后升温至80℃继续干燥24h。干燥完成后进行防腐性能测试。经测定，其耐盐雾性达到130h，附着力为2级。对照例1称取10份丙烯酸改性环氧树脂涂料，其中丙烯酸占环氧树脂E-44的质量分数为10％，然后向其中缓慢加入去离子水，控制涂料的质量固含量为30％，继续磁力搅拌6h，完成后再超声脱泡30min，随后静置12h即得到水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料。将涂料均匀的刮涂在45号碳钢上，室温下溶剂蒸发24h，然后将其放入到真空干燥箱内，40℃条件下干燥48h，后升温至70℃继续干燥24h。干燥完成后进行防腐性能测试。经测定，其耐盐雾性为30h，附着力为3级。通过实施例1与对照例1比较可以看出，加入了半纤维素与纤维素的涂料，其耐盐雾性提升明显，附着力也提升一个级别。实施例2本实施例中，一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料，其具体制备步骤为：称取10份丙烯酸改性环氧树脂涂料，其中丙烯酸占环氧树脂E-44的质量分数为15％，添加填料半纤维素和纤维素，按其质量比为2:1添加。填料质量分别占丙烯酸改性环氧树脂涂料的0.5％，1％，2％，5％。先将半纤维素和纤维素的混合物加入到去离子水中超声分散10min，使半纤维素和纤维素均匀的分散在去离子水中，然后将分散均匀的溶液缓慢加入到丙烯酸改性环氧树脂涂料中。使混合后的涂料的质量固含量为40％，继续磁力搅拌6h，完成后再负压脱泡15min，随后静置脱泡12h即得到水性半纤维素/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸‑环氧树脂涂料，其特征在于：该涂料由丙烯酸改性的环氧树脂涂料和填料组成，填料占丙烯酸改性的环氧树脂涂料中丙烯酸改性的环氧树脂的质量分数为0.5％～5％；其中丙烯酸改性的环氧树脂涂料中丙烯酸占环氧树脂的质量分数为10％～20％；填料为半纤维素和纤维素。

【技术特征摘要】
1.一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料，其特征在于：该涂料由丙烯酸改性的环氧树脂涂料和填料组成，填料占丙烯酸改性的环氧树脂涂料中丙烯酸改性的环氧树脂的质量分数为0.5％～5％；其中丙烯酸改性的环氧树脂涂料中丙烯酸占环氧树脂的质量分数为10％～20％；填料为半纤维素和纤维素。2.根据权利要求1所述的一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料，其特征在于半纤维素和纤维素的质量比为(0.5～3)：1。3.根据权利要求1所述的一种水性半纤维素/纤维素/丙烯酸-环氧树脂涂料，其特征在于所述的丙烯酸改性的环氧树脂涂料中的环氧树脂为环氧树脂E-12、环氧树脂E-20、环氧树脂E-44或环氧树脂E-51。4.一种制备如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宜昌，刘东辉，徐龙尾，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32