一种高固含低voc耐磨漆及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高固含低voc耐磨漆及其制备方法 (High-solid-content low-VOC (volatile organic compound) wear-resistant paint and preparation method thereof ) 是由 周学军 于 2020-11-11 设计创作，主要内容包括：本发明属于涂料技术领域。一种高固含低VOC耐磨漆,包括以下按质量份数计算的组分：水性环氧树脂30-45份、水性丙烯酸改性环氧磷酸树脂15-20份、固化剂20-30份、改性填料5-30份、有机膨润土10-15份、助剂0.1-3份、水5-20份。本发明耐磨漆粘度低、固含高、VOC含量低,漆膜对基材的附着力高,柔韧性好,耐盐雾、耐湿热、耐酸碱性能优异。(The invention belongs to the technical field of coatings. The high-solid-content low-VOC wear-resistant paint comprises the following components in parts by mass: 30-45 parts of waterborne epoxy resin, 15-20 parts of waterborne acrylic modified epoxy phosphoric acid resin, 20-30 parts of curing agent, 5-30 parts of modified filler, 10-15 parts of organic bentonite, 0.1-3 parts of auxiliary agent and 5-20 parts of water. The wear-resistant paint disclosed by the invention is low in viscosity, high in solid content, low in VOC (volatile organic compounds) content, high in adhesion of a paint film to a base material, good in flexibility, salt mist resistant, damp and heat resistant, and excellent in acid and alkali resistance.)
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种高固含低VOC耐磨漆及其制备方法。
背景技术
传统的环氧树脂涂料具有附着力高、耐腐蚀性和耐溶剂性能优异、硬度高、耐磨性好等优点，但其在使用过程中必须用到有机溶剂，因此体系中含有有机挥发物，不但会对环境造成严重污染，而且对人体健康也存在着极大威胁。现有的水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工方便等优点，但存在着固化不均匀、漆膜韧性强度低以及耐磨性能差等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高固含低VOC耐磨漆，该涂料粘度低、固含高、VOC含量低，漆膜对基材的附着力高，柔韧性好，耐盐雾、耐湿热、耐酸碱性能优异。
本发明的技术方案如下：
一种高固含低VOC耐磨漆，包括以下按质量份数计算的组分：水性环氧树脂30-45份、水性丙烯酸改性环氧磷酸树脂15-20份、固化剂20-30份、改性填料5-30份、有机膨润土10-15份、助剂0.1-3份、水5-20份。
进一步的，所述水性环氧树脂为1,1-双(4-羟基苯基)环己烷二缩水甘油醚。
进一步的，所述1,1-双(4-羟基苯基)环己烷二缩水甘油醚为在氢氧化钠条件下，由1,1-双(4-羟基苯基)环己烷与过量环氧氯丙烷经聚合反应制备而成。
进一步的，所述固化剂由以下按质量份数计算的组分制备而成：苯基异氰酸酯0.5-1份、聚环氧乙烷-2-十八烷醇醚1-2份、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈0.5-1份、二甲基乙醇胺1-2份、纤维素3-5份。
进一步的，所述固化剂的制备方法包括以下步骤：
S1.将纤维素与5％氢氧化钠溶液按质量比1：2-3混合，搅拌30-1h，静置活化6-12h，过滤干燥，研磨过筛；
S2.将苯基异氰酸酯溶于二氯甲烷中，加热至60-65℃恒温，滴加聚环氧乙烷-2-十八烷醇醚，滴加时间为1.5-2h，滴加完后恒温反应1.5-2.5h；
S3.升温至85-90℃，加入1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈，搅拌反应1.5-2.5h,加入二甲基乙醇胺，搅拌反应1.5-2.5h；
S4.加入活化后的纤维素，搅拌反应1-2h即可。
进一步的，所述改性填料的制备方法为：将8-11份填料、15-20份壳聚糖溶于100-120份浓度为2-5％乙酸水溶液中，混合均匀后制得混合溶液a；将18-25份柠檬酸钠溶于75-150份浓度为1-1.5％氢氧化钠水溶液中，制得混合溶液b；将混合溶液b滴加于混合溶液a中，浸泡交联10-16h后，干燥研磨制得改性填料。
进一步的，所述填料为质量比1-2：2-3：1-3的二氧化钛、磷酸锆和空心玻璃微珠。
进一步的，所述有机膨润土为十二烷基二甲基二甲基苄基溴化铵改性膨润土或十六烷基溴化吡啶改性膨润土。
进一步的，所述助剂包括消泡剂、流平剂、分散剂。
进一步的，所述消泡剂为水性非硅酮脂肪酸聚合物或聚氧乙烯醚；所述流平剂为有机硅改性聚硅氧烷；所述分散剂为有机硅阴离子表面活性剂。
一种所述的高固含低VOC耐磨漆的制备方法，将水性环氧树脂、水性丙烯酸改性环氧磷酸树脂加入水中，搅拌20-30min，加入助剂、改性填料和有机膨润土，搅拌30-60min后进行分散研磨60-90min,用200目滤网过滤，在滤液中加入固化剂，搅拌30-40min后即可。
本发明具有如下有益效果：
本发明选用的水性环氧树脂低粘度、高固含、低VOC含量，其作为主要的成膜物质，可提高漆膜的耐水性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性和抗刮耐磨性。选用的水性丙烯酸改性环氧磷酸树脂可提高漆膜对基材的附着力和漆膜的柔韧性。选用的固化剂粘度低、固含高、VOC含量高，可提高涂料的固化速度和成膜性能，与主体树脂相容性好，漆膜固化后交联密度高，韧性好，光泽度高，固化剂分子结构中含亲水长链结构和环氧-多胺短链结构，可大大提高漆膜的柔韧性、耐水性、耐盐雾性、耐湿热和耐酸碱性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例
下表为本发明高固含低VOC耐磨漆3个实施例的配方表(单位：份)：
其中，所述固化剂由以下按质量份数计算的组分制备而成：苯基异氰酸酯0.5份、聚环氧乙烷-2-十八烷醇醚1份、1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈0.5份、二甲基乙醇胺1份、纤维素3份；
所述固化剂的制备方法包括以下步骤：
S1.将纤维素与5％氢氧化钠溶液按质量比1：2混合，搅拌30h，静置活化6h，过滤干燥，研磨过筛；
S2.将苯基异氰酸酯溶于二氯甲烷中，加热至60℃恒温，滴加聚环氧乙烷-2-十八烷醇醚，滴加时间为1.5h，滴加完后恒温反应1.5h；
S3.升温至85℃，加入1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈，搅拌反应1.5h,加入二甲基乙醇胺，搅拌反应1.5h；
S4.加入活化后的纤维素，搅拌反应1h即可。
所述改性填料的制备方法为：将8份填料、15份壳聚糖溶于100份浓度为2％乙酸水溶液中，混合均匀后制得混合溶液a；将18份柠檬酸钠溶于75份浓度为1％氢氧化钠水溶液中，制得混合溶液b；将混合溶液b滴加于混合溶液a中，浸泡交联10h后，干燥研磨制得改性填料；所述填料为质量比1：2：3的二氧化钛、磷酸锆和空心玻璃微珠。
一种所述的高固含低VOC耐磨漆的制备方法，将水性环氧树脂、水性丙烯酸改性环氧磷酸树脂加入水中，搅拌20min，加入助剂、改性填料和有机膨润土，搅拌30min后进行分散研磨60min,用200目滤网过滤，在滤液中加入固化剂，搅拌30min后即可。
对比例
下表为本发明高固含低VOC耐磨漆5个实施例的配方表(单位：份)：
其中，所述填料为质量比1：2：3的二氧化钛、磷酸锆和空心玻璃微珠。
测试本发明高固含低VOC耐磨漆3个对比例和5个实施例的各项性能，测试结果见下表1-2：
表1
表2
可见，本发明耐磨漆低粘度、高固含、低VOC，漆膜硬度高，附着力好，具有良好的柔韧性、抗冲击性、抗刮耐磨性、耐盐雾性和耐酸碱性。
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