[0005] 针对现有技术中的不足之处,本发明旨在改善LDH与有机聚合物以及聚苯胺与通用树脂材料之间的相容性,制得基于LDH和聚苯胺的水性防腐涂料,其防腐性能好,耐酸性能优,能够适用于室外金属材料的防护。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0007] 一种改性聚合物环保涂料,按重量份计包括如下组分:改性聚合物乳液65~75份、消光粉0~8份、流平剂0.1~0.3份、消泡剂0.1~0.3份、防沉淀剂1~3份、10~20份固化剂和20~30份水。
[0008] 进一步地,所述改性聚合物乳液通过如下步骤制得:
[0009] 1)制备LDH:在三颈瓶中加入100ml水,通氮气排除空气,向其中加入100ml含硝酸镁和硝酸铝的水溶液,配成混合盐溶液;剧烈搅拌下,向所述混合盐溶液中滴加NaOH溶液,使最终pH值保持在10±0.2,室温搅拌0.5h,随后在75℃下晶化20h,然后过滤,洗涤,烘干得到LDH;
[0010] 2)制备酸插层LDH:取所述LDH加水制成分散液,分为两份,其中一份加入间氨基苯磺酸,另一份加入4,4’‑偶氮双(4‑氰基戊酸)和丙烯酸;随后分别加入NaOH溶液调节pH至8±0.2,常温、氮气氛围下剧烈搅拌3h,然后将浆液过滤,水洗烘干,得到间氨基苯磺酸插层LDH和丙烯酸插层LDH;
[0011] 3)制备聚苯胺/LDH复合材料:将所述间氨基苯磺酸插层LDH和5%的OP‑10加到装有50ml 1mol/L HCl的反应瓶中;将苯胺溶于10ml 1mol/L HCl中,并在冰浴条件下缓慢加到反应瓶中,冰浴条件下搅拌4h,用水和乙醇抽滤洗涤,烘干得聚苯胺/LDH复合材料;
[0012] 4)制备改性聚合物乳液:按照乳化剂:引发剂:单体=5:1:100的质量比,将五分之一的乳化剂和三分之一的引发剂加20ml水搅拌均匀后,加入单体搅拌乳化15min,得到预乳化液;取剩下的引发剂加水配成引发剂水溶液;在聚合釜中加入剩余乳化剂和30ml水,加入四分之一的预乳化液,随后缓慢滴加引发剂水溶液,同时缓慢升温至80℃,将剩余预乳化液逐滴滴加至聚合釜中,控制在2h滴加完成,并保温2h,最后降温用氨水调pH=7,得到丙烯酸酯/LDH复合乳液,反应结束后加入所述聚苯胺/LDH复合材料搅拌均匀,即得到改性聚合物乳液。
[0013] 作为优选,所述硝酸镁浓度为0.4M,所述硝酸铝的浓度为0.2M。
[0014] 作为优选,所述步骤2)中间氨基苯磺酸、4,4’‑偶氮双(4‑氰基戊酸)和丙烯酸的质量分别为LDH的100%、1%和100%。
[0015] 作为优选,所述乳化剂选自壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种组合。
[0016] 作为优选,所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵或过氧化苯甲酰中的一种。
[0017] 作为优选,所述单体为丙烯酸插层LDH、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯,其质量比为22~25:20~23:1。
[0018] 本发明进一步提供一种包含如上所述改性聚合物乳液的涂料的制备方法,包括如下步骤:取所述改性聚合物乳液加入到搅拌装置中,缓慢加入防沉淀剂,分散均匀后加入消泡剂搅拌均匀,依次加入消光粉和流平剂搅拌分散均匀,加入固化剂混合,最后加入水搅拌调配均匀即得改性聚合物环保涂料。
[0019] 进一步地,所述防沉淀剂优选为羟乙基纤维素、改性膨润土或聚氨酯增稠剂;所述消泡剂优选为有机硅消泡剂;所述消光粉为30%硬脂酸铝、30%硬脂酸钙、20%滑石粉和20%的超细二氧化硅混合而成;所述流平剂优选为有机聚硅氧烷或氟聚合物流平剂;所述固化剂优选为异氰酸酯、吡啶或四异丙氧基钛。
[0020] 南方地区雨量较大,酸雨现象严重,房屋建筑室外的金属材料易受到雨水侵蚀,久而久之,金属材料被严重腐蚀而失效,而位于高处的金属材料松动易脱落,将会产生严重的社会安全事故。因此,这类金属材料的防腐涂料除了具有需要优异的防腐性能外还要具有耐酸、耐氧化的作用。
[0021] 本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明在层状双金属(LDH)内插入含羧基的引发剂和单体,通过原位聚合法制得了由LDH改性的聚苯胺和丙烯酸酯乳液;LDH本身的片层性能赋予其一定的防腐特性,使得聚合物具有较强的防腐性能;原位聚合有效解决了LDH与有机聚合物相容性差的问题,此外,将LDH作为共用载体,可以有效降低聚苯胺/LDH复合材料与丙烯酸酯/LDH复合乳液混合时的界面能,提高两者的混匀效果和混匀速率,作为涂料涂覆时,能够快速形成涂层,有效解决了聚苯胺与通用树脂丙烯酸酯的相容性;通过二者的结合,辅以各类助剂,在金属表面能够形成坚实的络合物,从而在金属表面生成一层有化学键和物理粘接致密的复合物膜,具有长久耐酸雨、耐盐雾的功能;本发明以水作溶剂制得的水性涂料无挥发性有机溶剂,环保无污染,涂覆于金属表面具有良好的附着力,外观平整光滑,具有一定的装饰性。