[发明专利]一种水性防腐环氧涂料的制备方法

说明书

本发明公开了一种水性防腐环氧涂料的制备方法，以端羟基超支化聚醚胺、邻苯二甲酸酐和环氧树脂E20制备乳化剂，通过相反转法获得水性环氧乳液；以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂、磷酸为掺杂剂通过化学氧化法制备了可在水溶液中分散的聚苯胺。由水性环氧乳液、聚苯胺、水性固化剂、去离子水、消泡剂、基材润湿剂获得水性防腐环氧涂料。本发明提供的水性环氧涂料具有挥发性有机物质含量低、绿色环保和防腐性好等特点。

技术领域

本发明公开了一种水性防腐环氧涂料的制备方法，属于水性防腐涂料领域。

背景技术

环氧树脂作为热固性树脂之一，具有防腐性能好、附着力优异、物理机械性能优良、电绝缘性能好和耐化学试剂稳定性强等优点，被广泛应用在重防腐涂料领域。环氧涂料产品主要以溶剂型为主，其在生产和使用的过程中具有机溶剂易挥发、易造成环境污染等缺点。开发水性环氧涂料是避免使用有机溶剂或降低有机溶剂含量的有效途径之一。水性环氧涂料的制备关键技术是基料环氧树脂的水性化，即以水溶液替代有机溶剂作为分散介质，可以有效地降低有机溶剂的含量，减少有机溶剂的排放量。但是由于亲水性组分的引入使得水性环氧涂料的防腐性较溶剂型差。因此，高防腐性能水性环氧涂料的开发具有重要的意义。

聚苯胺是一类导电高分子材料，其具有氧化还原性可逆、化学性质稳定、质子酸掺杂-去掺杂过程简单、价格低廉、易制备等优点。聚苯胺的特点使其在防腐涂料领域具有较大的应用价值。但聚苯胺难溶于水的性质限制了其在水性涂料中的应用，制备可在水溶液中分散的聚苯胺并添加到水性环氧涂料中有助于涂料的防腐性能的提高。

发明内容

本申请提供了一种水性防腐环氧涂料的制备方法，一方面解决溶剂型环氧涂料在生产和使用过程中的挥发性有机物质（VOC）排放量大、毒性大和污染环境等问题，另一方面解决环氧树脂水性化带来的环氧涂料的防腐性能降低的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种水性防腐环氧涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）水性环氧乳液的制备：

称取30g端羟基超支化聚醚胺，2.22克邻苯二甲酸酐，15克丙二醇甲醚醋酸酯放置于250毫升的四口烧瓶中，氮气保护，110℃条件下，机械搅拌反应3小时。称取15g环氧树脂E20于单口烧瓶中，加入15克丙二醇甲醚醋酸酯，加热至80℃，机械搅拌使其完全溶解。然后将溶解后的环氧树脂E20丙二醇甲醚醋酸酯溶液加入到上述四口烧瓶中，加入催化剂四丁基溴化铵，110℃条件下继续反应5小时得到非离子型水性环氧乳化剂。

称取27.5克上述水性环氧乳化剂，90克环氧树脂E20，15克助溶剂，放置于250毫升三口烧瓶中，水浴加热至80℃，机械搅拌使其完全溶解并混合均匀，然后将温度降至35℃，使用恒压滴液漏斗逐滴滴加70克去离子水，获得水性环氧乳液。

（2）水溶液中可分散的聚苯胺的制备：

称取0.8克聚乙烯吡咯烷酮K30于500毫升四口烧瓶中，加入200毫升浓度为0.05摩尔每升的磷酸溶液使其充分溶解，将四口烧瓶放置于冰水浴锅中，加入1克苯胺，开启磁力搅拌，并使温度保持在0±5℃之间。称取2.5克过硫酸铵，加入25毫升去离子水完全溶解，氮气保护条件下，将过硫酸铵溶液逐滴滴加到四口烧瓶中，反应24 小时，反应结束后获得墨绿色溶液。将反应后的溶液离心分离，用蒸馏水洗涤，得到墨绿色固体聚苯胺。

（3）水性环氧涂层的制备：

称取0-1%聚苯胺、10克环氧乳液于100毫升烧杯中搅拌1小时。室温条件下，称取2.6克419固化剂、0.1%迪高消泡剂902W、0.1%迪高基材润湿剂270加入到烧杯中搅拌混合均匀。用线棒将混合均匀的涂料涂覆到盐雾试验专用板上。室温干燥1小时，然后放置于鼓风干燥箱，60℃烘烤5小时，得到环氧涂层。

优选地，乳化剂制备所用超支化聚醚胺由二乙醇胺和缩水甘油醚合成，分子量约为2000。