一种碳纳米管环氧水性涂料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种碳纳米管环氧水性涂料及其制备方法 (Carbon nano tube epoxy water-based paint and preparation method thereof ) 是由 王凯 于 2021-02-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种碳纳米管环氧水性涂料,它是由下述重量份的原料组成的：碳纳米管改性酯分散液200-240、环氧树脂E41 50-60、二亚乙基三胺3-4、聚甲基丙烯酸甲酯10-14、二甲基硅油2-3,本发明碳纳米管改性酯分散液通过加入松香改性的酯溶液,不仅有效的改善了碳纳米管的表面活性,还提高了成品涂料的粘结强度,本发明的涂料表面强度高,韧性好,附着力强,综合性能优越。(The invention discloses a carbon nano tube epoxy water-based paint which is prepared from the following raw materials in parts by weight: 200-240 parts of carbon nano tube modified ester dispersion liquid, 4150-60 parts of epoxy resin E, 3-4 parts of diethylenetriamine, 10-14 parts of polymethyl methacrylate and 2-3 parts of dimethyl silicone oil.)
技术领域
本发明属涂料领域，具体涉及一种碳纳米管环氧水性涂料。
背景技术
目前环氧树脂最主要应用于涂料行业和电子行业，覆盖了汽车、船舶、交通、电力、能源、食品等众多民用及军工领域，且国内外市场需求不断扩大，尤其是环氧涂料极具发展潜力。但环氧树脂难溶于水，传统环氧涂料通常都伴随着醇类、酮类或芳香烃等有机溶剂的使用，挥发性有机化合物的排放会对环境造成污染，也对人们的健康造成威胁。近年来国际国内相关环保法规及执行标准日益严格，低碳节能环保也越来越受到重视，开发绿色环保的水性环氧涂料越来越成为环氧涂料行业的主流趋势，前景也十分光明；
溶剂型环氧涂料具有良好的物理、化学性能，它对金属材料的表面具有优异的粘接强度，具有优异的防腐蚀性能。因此环氧涂料防腐体系是目前公认的防腐性能最好，应用范围最广的一种涂料体系，不论在海洋防腐还是工业防腐，对环氧类涂料需求都非常大。但是，国内外对涂料中挥发性有机化合物含量加以限制，水基防腐涂料才得到了广泛关注和应用。
水性防腐涂料的水分散液的贮存稳定性和分散液涂膜的耐水、耐腐蚀性之间的矛盾是制约水性环氧树脂防腐涂料发展的一大瓶颈。所以研究开发既具有良好的贮存稳定性，同时又具有优良的涂膜岸水、耐腐蚀性的水性防腐涂料迫在眉睫，并且具有可观的经济和社会效益。
发明内容
本发明的目的是提供。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种碳纳米管环氧水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
碳纳米管改性酯分散液200-240、环氧树脂E4150-60、二亚乙基三胺3-4、聚甲基丙烯酸甲酯10-14、二甲基硅油2-3。
所述碳纳米管改性酯分散液包括了下述重量份的原料：
松香6-9、二氯乙烷20-30、氨基甲酸酯30-40、三氯化铝1-2、碳纳米管4-7、氯仿10-20、丙烯酸3-4、甲基丙烯酸甲酯40-50、过氧化二异丙苯1-2、精油1-2、分散剂1-2。
所述碳纳米管改性酯分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取松香，加入到二氯乙烷中，搅拌均匀，得松香溶液；
(2)取碳纳米管，在浓度为97-98％的硝酸溶液中浸泡10-12小时，出料，干燥，与丙烯酸混合，加入到氯仿中，在40-50℃下保温 3-5小时，过滤，干燥，得预处理碳纳米管；
(3)取氨基甲酸酯，加入到上述松香溶液中，搅拌均匀，加入三氯化铝，送入到反应釜中，调节反应釜温度为120-140℃，保温反应1-2小时，加入精油，降低温度为60-65℃，保温反应30-40分钟，出料冷却，得预处理酯分散液；
(4)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(5)取甲基丙烯酸甲酯，加入到上述预处理酯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，加入预处理碳纳米管，搅拌条件下通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入引发剂溶液，保温反应4-5小时，出料，加入分散剂，搅拌均匀，脱除溶剂，加水至固含量为20-25％，乳化，即得所述碳纳米管改性酯分散液。
所述精油为薰衣草、百里香精油中的一种。
所述分散剂为聚乙二醇200或400中的一种。
步骤(2)中所述的2次干燥，第一次干燥温度为180-200℃，第二次干燥温度为70-90℃。
一种碳纳米管环氧水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
取二亚乙基三胺，加入到碳纳米管改性酯分散液中，搅拌均匀，依次加入环氧树脂E41、聚甲基丙烯酸甲酯，1000-1200转/分搅拌 1-2小时，加入二甲基硅油，搅拌均匀，即得。
本发明的优点：
本发明的有益效果在于，本发明以松香为增粘剂，将其分散到惰性溶剂中，然后以氨基甲酸酯为原料，在松香溶液中进行热分解反应，得到改性的酯溶液，然后与甲基丙烯酸甲酯单体共混，通过碳纳米管掺杂，在引发剂作用下聚合，得到碳纳米管改性酯分散液，该碳纳米管改性酯分散液通过加入松香改性的酯溶液，不仅有效的改善了碳纳米管的表面活性，还提高了成品涂料的粘结强度，本发明的涂料表面强度高，韧性好，附着力强，综合性能优越。
具体实施方式
实施例1
一种碳纳米管环氧水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
碳纳米管改性酯分散液200、环氧树脂E4150、二亚乙基三胺3、聚甲基丙烯酸甲酯10、二甲基硅油2。
所述碳纳米管改性酯分散液包括了下述重量份的原料：
松香6、二氯乙烷20、氨基甲酸酯30、三氯化铝1、碳纳米管7、氯仿10、丙烯酸3、甲基丙烯酸甲酯40、过氧化二异丙苯1、精油1、分散剂1。
所述碳纳米管改性酯分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取松香，加入到二氯乙烷中，搅拌均匀，得松香溶液；
(2)取碳纳米管，在浓度为97％的硝酸溶液中浸泡10小时，出料，干燥，与丙烯酸混合，加入到氯仿中，在40℃下保温3小时，过滤，干燥，得预处理碳纳米管；
(3)取氨基甲酸酯，加入到上述松香溶液中，搅拌均匀，加入三氯化铝，送入到反应釜中，调节反应釜温度为120℃，保温反应1 小时，加入精油，降低温度为65℃，保温反应30分钟，出料冷却，得预处理酯分散液；
(4)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(5)取甲基丙烯酸甲酯，加入到上述预处理酯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，加入预处理碳纳米管，搅拌条件下通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入引发剂溶液，保温反应4小时，出料，加入分散剂，搅拌均匀，脱除溶剂，加水至固含量为20％，乳化，即得所述碳纳米管改性酯分散液。
所述精油为薰衣草
所述分散剂为聚乙二醇200。
步骤(2)中所述的2次干燥，第一次干燥温度为180℃，第二次干燥温度为70℃。
一种碳纳米管环氧水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
取二亚乙基三胺，加入到碳纳米管改性酯分散液中，搅拌均匀，依次加入环氧树脂E41、聚甲基丙烯酸甲酯，1000转/分搅拌1小时，加入二甲基硅油，搅拌均匀，即得。
实施例2
一种碳纳米管环氧水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
碳纳米管改性酯分散液240、环氧树脂E4160、二亚乙基三胺4、聚甲基丙烯酸甲酯14、二甲基硅油3。
所述碳纳米管改性酯分散液包括了下述重量份的原料：
松香9、二氯乙烷30、氨基甲酸酯40、三氯化铝2、碳纳米管7、氯仿20、丙烯酸3-4、甲基丙烯酸甲酯50、过氧化二异丙苯2、精油 2、分散剂2。
所述碳纳米管改性酯分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取松香，加入到二氯乙烷中，搅拌均匀，得松香溶液；
(2)取碳纳米管，在浓度为97-98％的硝酸溶液中浸泡12小时，出料，干燥，与丙烯酸混合，加入到氯仿中，在40-50℃下保温5小时，过滤，干燥，得预处理碳纳米管；
(3)取氨基甲酸酯，加入到上述松香溶液中，搅拌均匀，加入三氯化铝，送入到反应釜中，调节反应釜温度为140℃，保温反应2 小时，加入精油，降低温度为65℃，保温反应40分钟，出料冷却，得预处理酯分散液；
(4)取过氧化二异丙苯，加入到其重量20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(5)取甲基丙烯酸甲酯，加入到上述预处理酯分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，加入预处理碳纳米管，搅拌条件下通入氮气，调节反应釜温度为75℃，加入引发剂溶液，保温反应5小时，出料，加入分散剂，搅拌均匀，脱除溶剂，加水至固含量为25％，乳化，即得所述碳纳米管改性酯分散液。
所述精油为百里香精油。
所述分散剂为聚乙二醇400。
步骤(2)中所述的2次干燥，第一次干燥温度为200℃，第二次干燥温度为90℃。
一种碳纳米管环氧水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
取二亚乙基三胺，加入到碳纳米管改性酯分散液中，搅拌均匀，依次加入环氧树脂E41、聚甲基丙烯酸甲酯，1200转/分搅拌2小时，加入二甲基硅油，搅拌均匀，即得。
对比实施例1
一种碳纳米管环氧水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
碳纳米管20、环氧树脂E4160、二亚乙基三胺4、聚甲基丙烯酸甲酯14、二甲基硅油3。
制备方法，包括以下步骤：
取碳纳米管，加入到其重量40-50倍的去离子水中，搅拌均匀，加入二亚乙基三胺，搅拌均匀，依次加入环氧树脂E41、聚甲基丙烯酸甲酯，1000-1200转/分搅拌1-2小时，加入二甲基硅油，搅拌均匀，即得。
对比实施例2：
一种环氧水性涂料，它是由下述重量份的原料组成的：
环氧树脂E4160、二亚乙基三胺4、聚甲基丙烯酸甲酯14、二甲基硅油2。
制备方法，包括以下步骤：
取二亚乙基三胺，加入其重量100-120倍去离子水中，搅拌均匀，依次加入环氧树脂E41、聚甲基丙烯酸甲酯，1000转/分搅拌1小时，加入二甲基硅油，搅拌均匀，即得。
将本发明实施例1-2，对比实施例1-2的涂料，根据GB/T1771，使用Q-FOG-CCT1100盐雾试验箱测定涂层的耐盐雾性能、根据 GB/T7790耐阴极剥离试验以及耐自来水浸泡性能、根据GBT9286测得附着力，其测试结果对比如下：
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