一种水性功能涂料及其制备方法技术

本申请涉及水性涂料领域，尤其涉及一种水性功能涂料及其制备方法。其中水性面漆包括以下各重量份的成分：a、90～100份丙烯酸聚氨酯；b、1～3份经极性改性剂改性后的二氧化硅气凝胶微球；c、1～3份埃洛石纳米管；d、面漆助剂。本申请所得水性面漆在配合水性底漆使用后形成的水性功能涂料，其可以有效起到长效防腐、隔热和减振降噪的作用。热和减振降噪的作用。热和减振降噪的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种水性功能涂料及其制备方法


[0001]本申请涉及水性涂料领域，尤其涉及一种水性功能涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属材料或运输工具，如船舶、车辆等装备在服役中会受到环境的腐蚀作用，涂层防护是该类材料或装备表面最主要的防腐手段，是防腐措施中最有效、最经济、应用最普遍、最易被工程设计者和用户共同认可的措施。通过在材料或装备表面涂覆有机涂料，可以隔绝水分及氧气等腐蚀性介质的渗入，降低其腐蚀速率。有机涂料又分为油性涂料和水性涂料，传统的油性涂料含有大量挥发性的有机化合物(VOC)，对人体有毒害、对环境也会造成严重的污染，采用无毒无味低碳环保的水性涂料替代油性涂料是目前有机涂料研究的重要方向。
[0003]现有水性涂料在使用过程中，部分水性涂料并不能达到令人满意的防腐性能，尤其是在长时间使用后的防腐性能(低频阻抗模值)保持情况并不能令人满意，从而导致如船舶在需要长时间航行或动车需要长时间行驶以及减少涂料涂覆频次方面并不具有优势。
[0004]另外，对于一些材料或装备而言，除了具有必要的耐腐蚀性能，还需要在特定条件下的隔热和减振降噪等性能。因此，本领域亟需开发一种具有多功能的水性涂料，以满足复杂现实环境中对装备的要求。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种水性功能涂料及其制备方法，本申请所得水性功能涂料中的水性面漆在配合水性底漆使用后即可形成本申请所述的水性功能涂料，其可以有效起到隔热、减振及长效防腐多种作用，尤其是在室温下固化后，200微米厚可以达到2W/(m/>·
K)以下的导热系数和0.3以上的损耗因子，在3.5％的NaCl溶液中浸泡49d的低频阻抗模值可以达到9
×
107Ω
·
cm2以上，浸泡70d后，低频阻抗模值可以达到1.4
×
108Ω
·
cm2以上。
[0006]本申请所提供的第一种方案为：一种水性功能涂料，包括水性底漆和水性面漆，所述水性面漆包括以下各重量份的成分：
[0007]a、90～100份丙烯酸聚氨酯；
[0008]b、1～3份经极性改性剂改性后的二氧化硅气凝胶微球；
[0009]c、1～3份埃洛石纳米管；
[0010]d、面漆助剂。
[0011]可选的，所述成分b是通过以下制备方式获取得到：所述成分b是通过以下制备方式获取得到：将1～3重量份的二氧化硅气凝胶微球配置成二氧化硅气凝胶微球
‑
乙醇溶液，调节pH为1～3，加入10～20重量份的极性改性剂，90～95℃搅拌6～12h，清洗并真空干燥10～12h即得成分b。
[0012]可选的，所述极性改性剂为脲醛、酚醛、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
[0013]可选的，所述埃洛石纳米管的长度为1.0～1.5微米，孔径为0.8～1.0纳米。
[0014]可选的，所述二氧化硅气凝胶微球的直径为20～25纳米。
[0015]可选的，所述水性底漆包括90～100重量份的环氧树脂和底漆助剂。
[0016]可选的，所述面漆助剂至少包括20～25重量份固化剂、25～30重量份稀释剂；和/或所述底漆助剂至少包括20～25重量份固化剂、25～30重量份稀释剂。
[0017]可选的，所述面漆助剂还包括2～4重量份消泡剂、2～3重量份分散剂、3～4重量份流平剂；和/或所述底漆助剂还包括2～4重量份消泡剂、2～3重量份分散剂、3～4重量份流平剂。
[0018]可选的，所述固化剂为水性固化剂；或所述稀释剂为水；或所述消泡剂包括有机硅型消泡剂、聚醚型消泡剂、聚醚有机硅复配消泡剂和硅醚共聚类消泡剂的一种或几种；或所述分散剂包括阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂和两性型分散剂中的一种或几种；或所述流平剂包括有机硅流平剂、氟碳化合物类流平剂和丙烯酸流平剂中的一种或几种。
[0019]本申请还提供第二种方案，即前述所述的水性功能涂料的制备方法，所述水性面漆的制备包括以下步骤：
[0020]S1、将成分b和c放入成分a中，充分搅拌均匀后得到混合物1；
[0021]S2、将面漆助剂混合并搅拌均匀后得到混合物2；
[0022]S3、将混合物2加入到混合物1内，充分搅拌均匀后得到水性面漆。
[0023]本申请所得水性面漆在配合水性底漆使用后形成的水性涂料，其可以有效起到隔热、减振及长效防腐的作用，尤其是在室温下固化后，200微米厚可以达到2W/(m
·
K)以下的导热系数和0.3以上的损耗因子，在3.5％的NaCl溶液中浸泡49d的低频阻抗模值可以达到9
×
107Ω
·
cm2以上，浸泡70d后，低频阻抗模值可以达到1.4
×
108Ω
·
cm2以上。
附图说明
[0024]图1是经本申请改性后的二氧化硅气凝胶微球和埃洛石纳米管的结构分析对比图；
[0025]图2是未加入二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料(空白)、加入本申请改性后二氧化硅气凝胶的水性涂料(SiO2)、加入本申请改性后二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料(HNTs)的电化学阻抗性能对比图；
[0026]图3是未加入二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料(空白)、加入本申请改性后二氧化硅气凝胶的水性涂料(SiO2)、加入本申请改性后二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料(HNTs)的接触角性能对比图；
[0027]图4是未加入二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料(空白)、加入本申请改性后二氧化硅气凝胶的水性涂料(SiO2)、加入本申请改性后二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料(HNTs)的耐盐雾性能对比图；
[0028]图5是未加入二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料(空白)、加入本申请改性后二氧化硅气凝胶的水性涂料(SiO2)、加入本申请改性后二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料(HNTs)的附着力性能对比图。
[0029]图6是本申请实施例1、2、3、未加入二氧化硅气凝胶和埃洛石纳米管的水性涂料
(空白)、实施例1的水性底漆以及无涂层的减振降噪性能对比图。
具体实施方式
[0030]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0031]以下是对本申请方案的详细举例说明：
[0032]填料改性是提升涂层防腐性能的最有效手段，通过在涂层中加入纳米填料，可以起到一定的阻隔腐蚀性离子扩散的作用，同时加入的功能化填料可以赋予涂层更多的功能，气凝胶是指具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性功能涂料，其特征在于，包括水性底漆和水性面漆，所述水性面漆包括以下各重量份的成分：a、90～100份丙烯酸聚氨酯；b、1～3份经极性改性剂改性后的二氧化硅气凝胶微球；c、1～3份埃洛石纳米管；d、面漆助剂。2.根据权利要求1所述的水性功能涂料，其特征在于，所述成分b是通过以下制备方式获取得到：将1～3重量份的二氧化硅气凝胶微球配置成二氧化硅气凝胶微球
‑
乙醇溶液，调节pH为1～3，加入10～20重量份的极性改性剂，90～95℃搅拌6～12h，清洗并真空干燥10～12h即得成分b。3.根据权利要求1所述的水性功能涂料，其特征在于，所述极性改性剂为脲醛、酚醛、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。4.根据权利要求1所述的水性功能涂料，其特征在于，所述埃洛石纳米管的长度为1.0～1.5微米，孔径为0.8～1.0纳米。5.根据权利要求1所述的水性功能涂料，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶微球的直径为20～25纳米。6.根据权利要求1所述的水性功能涂料，其特征在于，所述水性底漆包括90～100重量份...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈守刚，孙天翔，王钧楷，杨腾逊，张守源，李兴霖冒，李丹鸿，王建亭，陈海林，
申请(专利权)人：青岛海源实业有限公司，
类型：发明
国别省市：