[发明专利]一种剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属涂料技术领域，具体涉及一种剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂及其制备方法和应用。该固化剂原料由蒙脱土、氨基酸、有机胺、催化剂、分散剂及溶剂构成，其化学结构为有机胺分子通过氨基酸的季铵盐化学接枝在蒙脱土纳米鳞片表面，蒙脱土鳞片呈现剥离的状态。剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂可均匀分散于环氧涂料固化后的涂层内，以表面接枝的有机胺分子为媒介，极大改善了蒙脱土纳米鳞片与涂料中的环氧树脂之间相容性，解决了蒙脱土纳米鳞片在有机环氧树脂中因表面分子结构差异较大导致的界面相容性不佳的问题，避免了蒙脱土纳米鳞片在防腐涂料中的团聚、析出、沉淀等弊病。

技术领域

本发明属涂料技术领域，具体涉及一种剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂及其制备方法和应用。

背景技术

有机涂料作为金属材料最有效、最经济、应用最普遍的防腐方法，是金属基材防腐蚀的基础，其中一半以上是环氧树脂基防腐涂料。国内外大量的防腐工程和科学实验证明，鳞片型填料(云母、玻璃鳞片等)可以提高环氧涂层对腐蚀介质的阻隔性能。基于鳞片填料在涂层内形成的迷宫效应，延长腐蚀介质在涂层内的传输路径，以达到阻滞腐蚀介质在涂层中传输的目的。但传统的鳞片型填料的尺寸较大，一般在微米级，因此比表面积较小。通常添加量要大于30％(质量比)才能在防腐涂层内实现迷宫效应，实现其防腐性能。但填料量过高，将会引起涂料的流变特性、对金属的浸润性、固化收缩率、漆膜脆性等方面的劣化。另外，无机填料和有机环氧树脂间的相容性很差，制备涂料时需要高速机械研磨，以达到无机填料在涂料内均匀分散的目的，但储存一段时间后还会出现无机填料和有机环氧树脂间的相分离和分层现象，严重的会导致涂料失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂及其制备方法和应用，通过蒙脱土纳米鳞片上化学接枝有机胺的过程中实现了蒙脱土纳米鳞片剥离，使得该固化剂兼有固化剂和纳米鳞片填料的双重功能，从而赋予防腐涂料优异的机械性能和防腐效果。

本发明的技术方案是：

一种剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂，该固化剂原料由蒙脱土、氨基酸、有机胺、催化剂、分散剂及溶剂构成，按质量份计，包括如下组分和用量：

所述的剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂，优选的，该固化剂原料由蒙脱土、氨基酸、有机胺、催化剂、分散剂及溶剂构成，按质量份计，包括如下组分和用量：

所述的剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂，该固化剂的化学结构为有机胺分子通过氨基酸的季铵盐化学接枝在蒙脱土纳米鳞片表面，蒙脱土鳞片呈现剥离的状态。

所述的剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂，蒙脱土的单位晶胞由两层硅氧四面体中间夹带一层铝氧八面体组成，蒙脱土片层内表面带有负电荷，层间阳离子是可交换的阳离子Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺，与有机季胺盐交换后，使有机季胺盐以离子键的形式结合到蒙脱土片层间，制备有机蒙脱土，蒙脱土的阳离子交换容量为80～160meq/100g；有机季胺盐由氨基酸与盐酸水溶液反应制备，氨基酸分子上同时带有氨基和羧基，氨基酸分子上氨基或羧基的数量为一个以上，盐酸水溶液的浓度为0.01～1mol/L，且盐酸的摩尔量与氨基酸分子上氨基的摩尔数相等，季胺盐的质量份为1～200份。

所述的剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂，有机胺分子上带有两个以上的氨基，且氨基上至少带有一个以上的N-H结构。

所述的剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂，催化剂为三乙胺、硫酸或醋酸酐；或者，催化剂为二环己基碳二亚胺与1-羟基苯并三唑的组合，二环己基碳二亚胺与1-羟基苯并三唑的质量比例为2：1。

所述的剥离型蒙脱土负载有机胺固化剂，分散剂为去离子水、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的任意组合。