【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水性涂料，尤其涉及一种功能化mxene改性丙烯酸分散体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、羟基丙烯酸二级分散体(简称羟丙分散体)作为水性丙烯酸树脂的主要品种之一，由于其优异的光泽和丰满度以及表观装饰性佳，近些年来受到了广泛关注。羟丙分散体是先利用溶液聚合制备含羧基和羟基的丙烯酸树脂溶液，然后通过有机胺中和成盐，最后加水转相，高速分散乳化制得。羟丙分散体常与异氰酸酯固化剂搭配使用，用于制备双组份聚氨酯(2kpu)涂料，固化后的漆膜兼具丙烯酸和聚氨酯两者的优点，附着力好，性能优异，目前已在水性工业涂料领域得到广泛应用。然而，随着应用领域的拓展和不同场景的性能要求，由单一水性羟丙分散体和异氰酸酯组成的水性双组份聚氨酯体系，其漆膜存在固有的吸湿性和微孔缺陷，容易引起水、氧等介质的渗透，防腐性能不足。因此，采取有效措施提高水性羟丙分散体的耐腐蚀性能具有重要意义。针对羟丙分散体防腐性能的不足，研究人员通过环氧树脂或有机硅改性或磷酸酯改性等方法一定程度上提升了羟丙分散体的耐盐雾性能，但此类方法一方面影响了树脂的相容性，另一方面严重影响了漆膜光泽和施工活化期。
2、mxene是近些年发展起来的一类新型二维过渡金属碳/氮化物，属于二维纳米材料家族中的新成员。mxenes的化学式为mn+1xntn，其中m表示过渡金属(如ti、nb、ta、v等)，x表示c/n元素，t表示mxenes表面的-oh、-o和-f等化学官能团，n代表官能团的数量，当前最常见的mxene材料为ti3c2tx(有时也简写为ti3c2)。mxene除了具
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种功能化mxene改性丙烯酸分散体及其制备方法和应用，解决现有羟丙分散体防腐性能不足和mxene在涂料中分散性差的问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种功能化mxene改性丙烯酸分散体，包括以下质量份数的制备原料：
4、丙烯酸酯混合单体40～45份，功能化mxene 0.7～1份，助溶剂6～9份，引发剂0.1～0.5份，中和剂1.5～2.5份，水45～50份；
5、所述丙烯酸酯混合单体包括第一单体和第二单体；
6、以所述第一单体的总质量分数为100％计，所述第一单体包括第一丙烯酸酯类单体60～70％、第一羟基丙烯酸单体8～12％和苯乙烯20～28％；
7、以所述第二单体的总质量分数为100％计，所述第二单体包括第二丙烯酸酯类单体65～75％、第二羟基丙烯酸单体5～15％和羧基丙烯酸类单体15～20％；
8、所述功能化mxene为氨基硅烷偶联剂改性ti3c2tx。
9、优选的，所述第一丙烯酸酯类单体和第二丙烯酸酯类单体独立包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄基酯和甲基丙烯酸月桂酯中的一种或多种。
10、优选的，所述第一羟基丙烯酸类单体和第二羟基丙烯酸类单体独立包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯和甲基丙烯酸羟己酯中的一种或多种；所述羧基丙烯酸类单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
11、优选的，所述功能化mxene的制备方法包括以下步骤：
12、将ti3c2tx醇分散液与氨基硅烷偶联剂混合，进行改性，得到功能化mxene；所述氨基硅烷偶联剂包括kh550、kh792或dl602，所述ti3c2tx醇分散液中ti3c2tx与氨基硅烷偶联剂的质量比为1～1.2:1。
13、优选的，所述助溶剂包括100#溶剂油、二甲苯、乙醇、异丙醇、正丁醇、醋酸丁酯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯和丙二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种。
14、优选的，所述引发剂包括过氧化二叔戊基、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和过氧化2-乙基己基酸叔戊酯中的一种或几种。
15、优选的，所述中和剂包括三乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺、三乙胺、n-二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺和n,n-二甲基异丙醇胺中的一种或几种。
16、本专利技术提供了上述技术方案所述功能化mxene改性丙烯酸分散体的制备方法，包括以下步骤：
17、在氮气保护条件下，在130～150℃条件下将助溶剂与第一混合物料进行第一混合后，第一保温；将所得混合物与第二混合物料进行第二混合后，第二保温；降温至80～110℃，加入中和剂，降温至50～60℃，加入功能化mxene和水，进行第三混合后，过滤出料，得到功能化mxene改性丙烯酸分散体；
18、所述第一混合物料包括第一单体和部分引发剂；
19、所述第二混合物料包括第二单体和剩余引发剂。
20、优选的，所述第一混合的时间为3～5h，所述第一保温的时间为15～30min；所述第二混合的时间为1～3h，所述第二保温的时间为1～2h；所述加入中和剂在搅拌速度400～500r/min条件下进行；所述第三混合的搅拌速度为1000～1600r/min，时间为30min。
21、本专利技术提供了上述技术方案所述功能化mxene改性丙烯酸分散体或上述技术方案所述制备方法制备得到的功能化mxene改性丙烯酸分散体在双组份聚氨酯涂料中的应用。
22、本专利技术采用氨基硅烷偶联剂对ti3c2tx接枝改性，制备了含氨基官能团的功能化mxene，将氨基硅烷偶联剂改性后的含氨基mxene引入到丙烯酸分散体中，氨基官能团改善了mxene与分散体树脂的相容性，并且本专利技术制备的含氨基mxene不仅可发挥其纳米层本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功能化MXene改性丙烯酸分散体，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：
2.根据权利要求1所述的功能化MXene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述第一丙烯酸酯类单体和第二丙烯酸酯类单体独立包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄基酯和甲基丙烯酸月桂酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的功能化MXene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述第一羟基丙烯酸类单体和第二羟基丙烯酸类单体独立包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯和甲基丙烯酸羟己酯中的一种或多种；所述羧基丙烯酸类单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的功能化MXene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述功能化MXene的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的功能化MXene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述助溶剂包括100#溶剂油、二甲苯、乙
6.根据权利要求1所述的功能化MXene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述引发剂包括过氧化二叔戊基、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯和过氧化2-乙基己基酸叔戊酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的功能化MXene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述中和剂包括三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、N-二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺和N,N-二甲基异丙醇胺中的一种或几种。
8.权利要求1～7任一项所述功能化MXene改性丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合的时间为3～5h，所述第一保温的时间为15～30min；所述第二混合的时间为1～3h，所述第二保温的时间为1～2h；所述加入中和剂在搅拌速度400～500r/min条件下进行；所述第三混合的搅拌速度为1000～1600r/min，时间为30min。
10.权利要求1～7任一项所述功能化MXene改性丙烯酸分散体或权利要求8～9任一项所述制备方法制备得到的功能化MXene改性丙烯酸分散体在双组份聚氨酯涂料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种功能化mxene改性丙烯酸分散体，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：
2.根据权利要求1所述的功能化mxene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述第一丙烯酸酯类单体和第二丙烯酸酯类单体独立包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄基酯和甲基丙烯酸月桂酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的功能化mxene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述第一羟基丙烯酸类单体和第二羟基丙烯酸类单体独立包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯和甲基丙烯酸羟己酯中的一种或多种；所述羧基丙烯酸类单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的功能化mxene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述功能化mxene的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的功能化mxene改性丙烯酸分散体，其特征在于，所述助溶剂包括100#溶剂油、二甲苯、乙醇、异丙醇、正丁醇、醋酸丁酯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫磊，熊效，祝晓强，王海，刘冬立，
申请(专利权)人：江苏富琪森新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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