本發(fā)明涉及涂飾材料，具體為一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料的制法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、涂層作為目前最有效的且快捷的廣泛使用的金屬防護手段，廣泛使用在生產(chǎn)生活中，對金屬有著重要的保護作用，有機涂層一般是由樹脂、溶劑、填料以及各種助劑組成，其中水性涂料作為其中一個重要的組成部分，由于是由水作為分散介質(zhì)，有機溶劑含量較少，是一種無毒、無污染的環(huán)保涂料，在現(xiàn)代涂料中占據(jù)著重要的地位，同時由于是一種環(huán)境友好型的材料，具有重要的研究和實用價值。

2、在現(xiàn)代涂料工業(yè)中，丙烯酸樹脂作為一種常見的成膜劑，具有粘著力強且生產(chǎn)工藝簡單的優(yōu)點，同時價格便宜、透明度高、耐腐蝕，這一系列的優(yōu)點使得丙烯酸樹脂具有巨大的研究前景，但是由于其存在硬度低、耐溶劑性、耐熱性差等特點，在很大程度上限制了其應(yīng)用，納米材料因其獨特的納米效應(yīng)，加到傳統(tǒng)的涂料中，可有效的對其進行改性，碳納米管由于具有良好的力學(xué)性能和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕性以及化學(xué)穩(wěn)定性，被認為是是一種理想的涂料改性材料，能夠在很大程度上提高涂料的耐化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料的制法及應(yīng)用，解決了丙烯酸樹脂熱穩(wěn)定性差和耐化學(xué)腐蝕性差的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，所述碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料的制備方法包括以下步驟：

3、（1）將羧基化碳納米管加入到二氯亞砜和n,n-二甲基甲酰胺中，發(fā)生酰氯反應(yīng)后，抽濾，洗滌，干燥，得到酰氯化碳納米管；

4、（2）將酰氯化碳納米管加入到二甲基亞砜中，再加入2,3-二巰基-1-丙醇，攪拌混合，發(fā)生取代反應(yīng)，抽濾，洗滌，干燥，得到巰基改性碳納米管；

5、（3）將巰基改性碳納米管和丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酰胺加到n,n-二甲基甲酰胺中，充入氮氣，在氮氣氛圍中加入過氧化二苯甲酰，攪拌混合，發(fā)生聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)結(jié)束后，抽濾，洗滌，得到碳納米管改性丙烯酸樹脂；

6、（4）將碳納米管改性丙烯酸樹脂加到去離子水溶劑中，再加入烷基乙烯基醚接枝共聚物的無硅消泡劑和流平劑聚二甲基硅氧烷，超聲分散，濾網(wǎng)過濾，得到碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料。

7、優(yōu)選的，所述步驟（2）中酰氯化碳納米管和3-巰基-1-丙醇的質(zhì)量比為12-20:100。

8、優(yōu)選的，所述步驟（2）中取代反應(yīng)的溫度為75-90℃，取代反應(yīng)的時間為24-30h。

9、優(yōu)選的，所述步驟（3）中巰基改性碳納米管、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺和過氧化二苯甲酰的質(zhì)量比為1.2-1.8:100:150-550:250-400:30-60:0.8-1.5。

10、優(yōu)選的，所述步驟（3）中聚合反應(yīng)的溫度為60-80℃，聚合反應(yīng)的時間為3-6h。

11、優(yōu)選的，所述步驟（4）中碳納米管改性丙烯酸樹脂、烷基乙烯基醚接枝共聚物和聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量比為100:0.5-1.2:0.6-1.5。

12、優(yōu)選的，所述步驟（4）中碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料應(yīng)用涂飾材料領(lǐng)域中。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下化學(xué)機理和有益技術(shù)效果：

14、該一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，在合成過程中，羧基化碳納米管上的羥基和氯化亞砜發(fā)生酰氯化反應(yīng)，得到的酰氯化羧基化碳納米管和2,3-二巰基-1-丙醇上的羥基發(fā)生反應(yīng)，得到巰基改性碳納米管，碳納米管表面的巰基和加入的過氧化二苯甲酰構(gòu)成氧化-還原引發(fā)體系，和過氧化二苯甲酰反應(yīng)后，得到巰基自由基和苯甲?；杂苫a(chǎn)生的氫質(zhì)子進攻丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酰胺上的烯基，巰基引發(fā)聚合，發(fā)生原位聚合，得到碳納米管改性丙烯酸樹脂，再加入相應(yīng)的助劑，得到碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料。

15、該一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，羧基化碳納米管表面具有較多的羥基和羧基，使得碳納米管能夠更好的分散在溶液中，碳納米管具有大的比表面積，在巰基改性后更好的為丙烯酸類物質(zhì)的聚合提供相應(yīng)的活性位點，同時碳納米管由于具有優(yōu)良的熱力學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性以及化學(xué)穩(wěn)定性，與丙烯酸樹脂接枝后，均勻的分散在丙烯酸樹脂結(jié)構(gòu)中，在丙烯酸樹脂內(nèi)部形成交織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少涂層內(nèi)部的空隙尺寸，在很大程度上增加了涂層的致密性，防止腐蝕液侵入到內(nèi)部，有效降低了丙烯酸樹脂熱力學(xué)穩(wěn)定性差和耐化學(xué)腐蝕性差的問題。

技術(shù)特征：

1.一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，其特征在于：所述碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料的制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，其特征在于：所述步驟（2）中酰氯化碳納米管和3-巰基-1-丙醇的質(zhì)量比為12-20:100。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，其特征在于：所述步驟（2）中取代反應(yīng)的溫度為75-90℃，取代反應(yīng)的時間為24-30h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，其特征在于：所述步驟（3）中巰基改性碳納米管、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺和過氧化二苯甲酰的質(zhì)量比為1.2-1.8:100:150-550:250-400:30-60:0.8-1.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，其特征在于：所述步驟（3）中聚合反應(yīng)的溫度為60-80℃，聚合反應(yīng)的時間為3-6h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，其特征在于：所述步驟（4）中碳納米管改性丙烯酸樹脂、烷基乙烯基醚接枝共聚物和聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量比為100:0.5-1.2:0.6-1.5。

7.一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，其特征在于：所述步驟（4）中碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料應(yīng)用涂飾材料領(lǐng)域中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及涂飾材料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種碳納米管改性丙烯酸樹脂涂料，在合成過程中，巰基改性碳納米管和過氧化二苯甲酰構(gòu)成氧化?還原引發(fā)體系，得到巰基自由基和苯甲酰基自由基，產(chǎn)生的氫質(zhì)子進攻丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酰胺上的烯基，巰基引發(fā)聚合，碳納米管由于具有優(yōu)良的熱力學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性以及化學(xué)穩(wěn)定性，與丙烯酸樹脂接枝后，均勻的分散在丙烯酸樹脂結(jié)構(gòu)中，在丙烯酸樹脂內(nèi)部形成交織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少涂層內(nèi)部的空隙尺寸，在很大程度上增加了涂層的致密性，防止腐蝕液侵入到內(nèi)部，有效降低了丙烯酸樹脂熱力學(xué)穩(wěn)定性差和耐化學(xué)腐蝕性差的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：張光輝,周璐,施嵐望
受保護的技術(shù)使用者：吉林芝佑百年生物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9