[发明专利]一种水性防锈耐高温涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水性耐高温防锈涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。该水性防锈涂料，通过芦丁与丙烯酸反应生成槲皮素‑3‑氧‑丙烯酸酯，将酚羟基和类黄酮结构引入到水性丙烯酸酯涂料中，从而达到使涂料具有防锈和耐高温的优异性能；一方面是因为酚羟基具有很强的络合能力，在酸性条件下能与Fe²⁺、Fe³⁺发生螯合作用形成非常稳定的难溶性的络合物，同时还能提高涂料对金属建筑的附着能力，另一方面类黄酮结构拥有很强的热稳定性和耐高温性，引入丙烯酸中能够有效地提高涂料的热稳定性以及耐高温性。因此，本发明具有优异的防腐性能、耐高温性能，同时兼具安全环保、无毒、无污染等优点。

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种水性防锈耐高温涂料及其制备方法。

背景技术

金属腐蚀问题备受关注，我国每年因金属腐蚀而造成的直接经济损失约占到年国民生产总值的2％～4％，许多大型的钢架结构、金属建材因各种内外界因素严重腐蚀导致倒塌破坏，对民众造成了巨大的生命及财产损失，基于此，对涂料的防锈性能要求也越来越高。不仅仅只着眼于单一的防锈性能，同时兼具耐高温性、抗菌性、环保性等逐渐成为消费者的考虑因素，因此需要研发一种能够满足高防锈性能、高附着力、低VOC要求、耐高温性的防锈涂料。

芦丁是广泛存在于植物中的黄酮醇配糖体，具有抗氧化、抗菌、热稳定性好等优良性能，其结构上所带的酚羟基能够与铁、镁、钙、铜、铝、锆等金属离子发生络合反应生成络合物，是天然的防锈剂，而类黄酮结构具有优良的热稳定性，同时芦丁的来源广泛、安全环保、无毒。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种水性防锈耐高温涂料的制备方法，通过芦丁与丙烯酸反应生成槲皮素-3-氧-丙烯酸酯，从而达到引入类黄酮结构和酚羟基，一方面酚羟基既能够与Fe²⁺、Fe³⁺发生络合反应生成稳定的络合物，达到防锈目的，又能够提高涂料对金属的附着力。另一方面引入类黄酮结构能够有效提高涂料的热稳定性以及耐高温性能。从而使水性丙烯酸涂料具有优异的防腐性、耐高温性、安全性、环保性等。

为了实现上述目的，本发明提供一种水性防锈耐高温涂料，由组分A与组分B按质量比1：(3-4)组成；所述组分A由组分A1与丙烯酸乳液按照(1-2):1的体积比组成，其中所述组分A1由以下原料按质量份组成：槲皮素-3-氧-丙烯酸酯20-30份、乳化剂5-10份和水50-70份；所述组分B由以下原料按质量份组成：水性固化剂10-20份、水40-80份；

所述槲皮素-3-氧-丙烯酸酯的制备方法，包括以下步骤：(a)取芦丁溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，然后加入无水碳酸钾和碘化钾，搅拌，0℃下缓慢滴加氯化苄，然后缓慢升温至室温，反应12h；然后调pH值至6-6.5，再加入蒸馏水，析出大量沉淀；取沉淀，加入质量分数95％的乙醇，加热至固体全部溶解，然后一次性加入浓盐酸，加热回流18-25min出现黄色沉淀，继续反应1h；冷却4℃以下放置12h，经过滤、烘干、重结晶，干燥，得3'，4'，7-氧-三苄基槲皮素。

(b)3'，4'，7-氧-三苄基槲皮素溶于二氯甲烷中，然后加入二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶(DMAP)，搅拌1h，0℃下缓慢滴加丙烯酸，滴加完毕后20-28℃反应3h，然后将反应液边搅拌边倒入冰蒸馏水中，温度不得高于4℃；抽滤，滤饼蒸馏水洗涤，得槲皮素-3-氧-丙烯酸酯中间体；其中3'，4'，7-氧-三苄基槲皮素、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶和丙烯酸的质量比为4～5：2:2：1。

(c)槲皮素-3-氧-丙烯酸酯中间体溶于二氯甲烷/甲醇混合溶剂中，然后加入Pd/C催化剂，室温0.4MPa下加氢反应6h；然后过滤，滤液减压蒸馏得固体，固体经氯仿-甲醇洗脱，过硅胶柱，得槲皮素-3-氧-丙烯酸酯。

进一步的，所述(a)中碘化钾为催化剂。

进一步的，所述(a)中氯化苄为新蒸馏的。