技術領域:
:本發(fā)明涉及涂料領域,具體的涉及一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料。
背景技術:
::結霧是人們生活和工作中經常遇到的問題,其最簡單、有效的解決方法是采用防霧涂料。防霧涂料的防霧原理及方法有兩種:第一種方法為(超)親水防霧,即降低材料表面對水的接觸角,使水滴薄膜化。親水材料中含有高表面能的強親水極性基團,能形成氫鍵或離子鍵。第二種方法為(超)疏水防霧,即提高材料表面對水的接觸角,使水滴滑落。疏水材料中含有大量低表面能的硅、氟等原子基團,能極大地降低材料的表面能,使其對水的接觸角大于120°,使水滴更易滑落,以達到防霧效果。但是目前常用的防霧涂料耐磨性不夠,且耐水性和親水性兩種性能的均衡技術還不熟練,這就限制了防霧涂料的應用。技術實現要素::本發(fā)明的目的是提供一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料,該涂料不僅具有優(yōu)異的防霧性能,耐水性能也很好,力學性能佳。本發(fā)明的另一個目的是提供該耐水防霧涂料的制備方法。為實現上述目的,本發(fā)明采用以下技術方案:一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料,以重量份計,包括以下組分:丙烯酸酯類單體30-45份,親水性單體8-13份,麝香草酚包覆納米氧化鈦0.8-3.5份,引發(fā)劑2-4份,乳化劑1-3份,催化劑0.5-1.5份,成膜助劑1-5份,消泡劑2-7份,流平劑1-2份,水20-40份;其中,麝香草酚包覆納米氧化鈦的制備方法包括以下步驟:將環(huán)己烷和麝香草酚混合攪拌均勻,得到的混合液轉移至帶有冷凝管的三口燒瓶中,升溫至90-100℃,帶水的氮氣保護下往三口燒瓶中滴加鈦酸四丁酯,滴加完畢后,恒溫攪拌反應15-30h,反應結束后冷卻至室溫,過濾,沉淀依次用去離子水、無水乙醇洗滌,最后真空干燥,制得麝香草酚包覆納米氧化鈦。作為上述技術方案的優(yōu)選,一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料,以重量份計,包括以下組分:丙烯酸酯類單體43份,親水性單體11份,麝香草酚包覆納米氧化鈦2.3份,引發(fā)劑3份,乳化劑2份,催化劑1.2份,成膜助劑3份,消泡劑6份,流平劑1.5份,水40份。作為上述技術方案的優(yōu)選,所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一種或多種混合。作為上述技術方案的優(yōu)選,所述親水性單體為n-羥甲基丙烯酰胺。作為上述技術方案的優(yōu)選,所述催化劑為單丁基氧化錫。作為上述技術方案的優(yōu)選,所述環(huán)己烷、麝香草酚、鈦酸四丁酯的用量比為50ml:(0.03-0.42)g:1ml。作為上述技術方案的優(yōu)選,所述鈦酸四丁酯的滴加速度為0.5-2ml/min。一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料的制備方法,包括以下步驟:(1)將丙烯酸酯類單體和水在反應器中混合攪拌均勻,將親水性單體和去離子水混合制得親水性單體溶液,將催化劑、乳化劑和引發(fā)劑混合攪拌制得助劑溶液;(2)將反應器升溫至50-60℃,加入親水性單體溶液,并滴加2/3的助劑溶液,滴加完畢后,反應1-3h,繼續(xù)升溫至65-75℃,往反應器中加入剩余的助劑溶液和麝香草酚包覆納米氧化鈦,攪拌5min,反應4h,反應結束后,冷卻至室溫,得到混合漿料;(3)向上述制得的混合漿料中加入成膜助劑、消泡劑、流平劑,混合攪拌均勻,制得耐水防霧涂料。作為上述技術方案的優(yōu)選,所述成膜助劑為羥甲基纖維素醚,羥丙基纖維素醚、醇酯十二中的一種。本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明采用麝香草酚對納米氧化鈦對涂料基體進行改性,麝香草酚分子中既有親水性基團又有疏水性基團,在納米氧化鈦合成的過程中加入麝香草酚,其可以均勻包覆在生成的納米氧化鈦表面,使得納米氧化鈦不會因為表面活性基團發(fā)生團聚,將一定量的麝香草酚改性納米氧化鈦在聚丙烯酸酯乳液制備的過程中加入,并有效控制制備條件,其會均勻分布在聚丙烯酸酯交聯的網絡結構中,有效改善了涂料的力學性能;本發(fā)明制得的涂料不僅防霧性能好,且耐水性能優(yōu)異。具體實施方式:為了更好的理解本發(fā)明,下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明,實施例只用于解釋本發(fā)明,不會對本發(fā)明構成任何的限定。實施例1一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料,以重量份計,包括以下組分:丙烯酸酯類單體30份,親水性單體8份,麝香草酚包覆納米氧化鈦0.8份,引發(fā)劑2份,乳化劑1份,催化劑0.5份,成膜助劑1份,消泡劑2份,流平劑1份,水20份;其制備方法包括以下步驟:(1)將環(huán)己烷和麝香草酚混合攪拌均勻,得到的混合液轉移至帶有冷凝管的三口燒瓶中,升溫至90-100℃,帶水的氮氣保護下往三口燒瓶中滴加鈦酸四丁酯,滴加完畢后,恒溫攪拌反應15h,反應結束后冷卻至室溫,過濾,沉淀依次用去離子水、無水乙醇洗滌,最后真空干燥,制得麝香草酚包覆納米氧化鈦;其中,環(huán)己烷、麝香草酚、鈦酸四丁酯的用量比為50ml:0.03g:1ml;鈦酸四丁酯的滴加速度為0.5ml/min;(2)將丙烯酸酯類單體和水在反應器中混合攪拌均勻,將親水性單體和去離子水混合制得親水性單體溶液,將催化劑、乳化劑和引發(fā)劑混合攪拌制得助劑溶液;(3)將反應器升溫至50-60℃,加入親水性單體溶液,并滴加2/3的助劑溶液,滴加完畢后,反應1h,繼續(xù)升溫至65-75℃,往反應器中加入剩余的助劑溶液和麝香草酚包覆納米氧化鈦,攪拌5min,反應4h,反應結束后,冷卻至室溫,得到混合漿料;(4)向上述制得的混合漿料中加入成膜助劑、消泡劑、流平劑,混合攪拌均勻,制得耐水防霧涂料。實施例2一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料,以重量份計,包括以下組分:丙烯酸酯類單體45份,親水性單體13份,麝香草酚包覆納米氧化鈦3.5份,引發(fā)劑4份,乳化劑3份,催化劑1.5份,成膜助劑5份,消泡劑7份,流平劑2份,水40份;其制備方法包括以下步驟:(1)將環(huán)己烷和麝香草酚混合攪拌均勻,得到的混合液轉移至帶有冷凝管的三口燒瓶中,升溫至90-100℃,帶水的氮氣保護下往三口燒瓶中滴加鈦酸四丁酯,滴加完畢后,恒溫攪拌反應15-30h,反應結束后冷卻至室溫,過濾,沉淀依次用去離子水、無水乙醇洗滌,最后真空干燥,制得麝香草酚包覆納米氧化鈦;其中,環(huán)己烷、麝香草酚、鈦酸四丁酯的用量比為50ml:0.42g:1ml;鈦酸四丁酯的滴加速度為2ml/min;(2)將丙烯酸酯類單體和水在反應器中混合攪拌均勻,將親水性單體和去離子水混合制得親水性單體溶液,將催化劑、乳化劑和引發(fā)劑混合攪拌制得助劑溶液;(3)將反應器升溫至50-60℃,加入親水性單體溶液,并滴加2/3的助劑溶液,滴加完畢后,反應3h,繼續(xù)升溫至65-75℃,往反應器中加入剩余的助劑溶液和麝香草酚包覆納米氧化鈦,攪拌5min,反應4h,反應結束后,冷卻至室溫,得到混合漿料;(4)向上述制得的混合漿料中加入成膜助劑、消泡劑、流平劑,混合攪拌均勻,制得耐水防霧涂料。實施例3一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料,以重量份計,包括以下組分:丙烯酸酯類單體33份,親水性單體9份,麝香草酚包覆納米氧化鈦1.1份,引發(fā)劑2.5份,乳化劑1.5份,催化劑0.8份,成膜助劑2份,消泡劑3份,流平劑1.2份,水25份;其制備方法包括以下步驟:(1)將環(huán)己烷和麝香草酚混合攪拌均勻,得到的混合液轉移至帶有冷凝管的三口燒瓶中,升溫至90-100℃,帶水的氮氣保護下往三口燒瓶中滴加鈦酸四丁酯,滴加完畢后,恒溫攪拌反應18h,反應結束后冷卻至室溫,過濾,沉淀依次用去離子水、無水乙醇洗滌,最后真空干燥,制得麝香草酚包覆納米氧化鈦;其中,環(huán)己烷、麝香草酚、鈦酸四丁酯的用量比為50ml:0.07g:1ml;鈦酸四丁酯的滴加速度為1ml/min;(2)將丙烯酸酯類單體和水在反應器中混合攪拌均勻,將親水性單體和去離子水混合制得親水性單體溶液,將催化劑、乳化劑和引發(fā)劑混合攪拌制得助劑溶液;(3)將反應器升溫至50-60℃,加入親水性單體溶液,并滴加2/3的助劑溶液,滴加完畢后,反應1.5h,繼續(xù)升溫至65-75℃,往反應器中加入剩余的助劑溶液和麝香草酚包覆納米氧化鈦,攪拌5min,反應4h,反應結束后,冷卻至室溫,得到混合漿料;(4)向上述制得的混合漿料中加入成膜助劑、消泡劑、流平劑,混合攪拌均勻,制得耐水防霧涂料。實施例4一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料,以重量份計,包括以下組分:丙烯酸酯類單體37份,親水性單體10份,麝香草酚包覆納米氧化鈦1.6份,引發(fā)劑3份,乳化劑2份,催化劑1.1份,成膜助劑3份,消泡劑4份,流平劑1.4份,水30份;其制備方法包括以下步驟:(1)將環(huán)己烷和麝香草酚混合攪拌均勻,得到的混合液轉移至帶有冷凝管的三口燒瓶中,升溫至90-100℃,帶水的氮氣保護下往三口燒瓶中滴加鈦酸四丁酯,滴加完畢后,恒溫攪拌反應23h,反應結束后冷卻至室溫,過濾,沉淀依次用去離子水、無水乙醇洗滌,最后真空干燥,制得麝香草酚包覆納米氧化鈦;其中,環(huán)己烷、麝香草酚、鈦酸四丁酯的用量比為50ml:0.16g:1ml;鈦酸四丁酯的滴加速度為1.5ml/min;(2)將丙烯酸酯類單體和水在反應器中混合攪拌均勻,將親水性單體和去離子水混合制得親水性單體溶液,將催化劑、乳化劑和引發(fā)劑混合攪拌制得助劑溶液;(3)將反應器升溫至50-60℃,加入親水性單體溶液,并滴加2/3的助劑溶液,滴加完畢后,反應2h,繼續(xù)升溫至65-75℃,往反應器中加入剩余的助劑溶液和麝香草酚包覆納米氧化鈦,攪拌5min,反應4h,反應結束后,冷卻至室溫,得到混合漿料;(4)向上述制得的混合漿料中加入成膜助劑、消泡劑、流平劑,混合攪拌均勻,制得耐水防霧涂料。實施例5一種基于麝香草酚包覆納米氧化鈦改性的耐水防霧涂料,以重量份計,包括以下組分:丙烯酸酯類單體42份,親水性單體11份,麝香草酚包覆納米氧化鈦3.1份,引發(fā)劑3.5份,乳化劑2.5份,催化劑1.3份,成膜助劑4份,消泡劑6份,流平劑1.8份,水35份;其制備方法包括以下步驟:(1)將環(huán)己烷和麝香草酚混合攪拌均勻,得到的混合液轉移至帶有冷凝管的三口燒瓶中,升溫至90-100℃,帶水的氮氣保護下往三口燒瓶中滴加鈦酸四丁酯,滴加完畢后,恒溫攪拌反應27h,反應結束后冷卻至室溫,過濾,沉淀依次用去離子水、無水乙醇洗滌,最后真空干燥,制得麝香草酚包覆納米氧化鈦;其中,環(huán)己烷、麝香草酚、鈦酸四丁酯的用量比為50ml:0.28g:1ml;鈦酸四丁酯的滴加速度為1.5ml/min;(2)將丙烯酸酯類單體和水在反應器中混合攪拌均勻,將親水性單體和去離子水混合制得親水性單體溶液,將催化劑、乳化劑和引發(fā)劑混合攪拌制得助劑溶液;(3)將反應器升溫至50-60℃,加入親水性單體溶液,并滴加2/3的助劑溶液,滴加完畢后,反應2.5h,繼續(xù)升溫至65-75℃,往反應器中加入剩余的助劑溶液和麝香草酚包覆納米氧化鈦,攪拌5min,反應4h,反應結束后,冷卻至室溫,得到混合漿料;(4)向上述制得的混合漿料中加入成膜助劑、消泡劑、流平劑,混合攪拌均勻,制得耐水防霧涂料。下面對上述制得的涂料性能進行測試。1、防霧性:將涂有防霧涂料的透明塑料板置于5℃環(huán)境溫度下,向漆膜表面呼氣,如無發(fā)白現象,視為符合防霧要求。2、耐水性:室溫環(huán)境下用水浸漬涂層,以涂層出現發(fā)白、溶脹現象所用時間的長短來衡量其耐水性。3、耐老化性:按照國家標準gb/t1865—1997進行測定。4、附著力:按照國家標準gb/t1720—89采用漆膜附著力測定儀,劃格法測定。5、硬度:按照國家標準gb/t6739—2006采用鉛筆硬度法測定。6、耐擦拭性:在每次進行防霧性檢測后,用干凈的棉布或者卷紙將涂膜表面的水跡擦干,然后繼續(xù)進行防霧性實驗,記錄在保持漆膜防霧效果不下降的情況下擦拭的次數。測試結果如下所述:實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5防霧性很好很好很好很好很好耐水性不發(fā)白不發(fā)白不發(fā)白不發(fā)白不發(fā)白耐老化性不發(fā)黃不發(fā)黃不發(fā)黃不發(fā)黃不發(fā)黃附著力/級33333硬度3h4h4h3h4h耐擦拭性145143145145142從上述測試結果來看,本發(fā)明制得的涂料耐水、防霧性能好,硬度大,耐擦拭性能好。以上只是本發(fā)明公開的實施例,其并不用于對本發(fā)明保護范圍的限制,本領域技術人員根據以上實施例進行的等效替換,均認為在本發(fā)明保護的范圍內。當前第1頁12