一种多功能环保涂料及其制备方法与流程

本发明属于涂料，具体是指一种多功能环保涂料及其制备方法。

背景技术：

1、涂料通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体，可以通过不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜，其形成的涂膜属于高分子化合物类型，现代涂料趋向于合成型改性型的多功能性工程材料，其作用主要是防护、装饰、增强和提升产品的价值。

2、水性聚氨酯涂料是一种具有无毒、不污染环境、高硬度的环保水性涂料，由于其相较传统的溶剂型聚氨酯涂料而言具有生产工艺环保、不需要大量有机溶剂、低voc释放等特点，主要应用于汽车涂装、金属防腐、家具涂装等领域，但是水性聚氨酯的防火性能、物理机械性能较差，且功能单一，在一定程度上限制了水性聚氨酯的应用。

3、目前现有技术主要存在以下问题：水性聚氨酯涂料防火性能、物理机械性能较差，且功能单一。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种多功能环保涂料及其制备方法，为了解决水性聚氨酯涂料防火性能、物理机械性能较差，且功能单一的问题，本发明通过(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷改性mxene纳米片，再接枝多聚赖氨酸制备mxene纳米片/多聚赖氨酸复合材料，同时复合ce-mof得到抗菌防腐纳米复合材料加入到水性聚氨酯涂料中，提高水性聚氨酯涂料的强度、耐腐蚀性、抗菌效果和热稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种多功能环保涂料及其制备方法，所述多功能环保涂料包括如下重量份的组分：水性聚氨酯树脂50-60份、抗菌防腐纳米复合材料8-12份、分散剂2-5份、消泡剂2-4份、流平剂2-4份、增稠剂2-4份、成膜助剂1-3份、去离子水15-25份。

3、进一步地，所述抗菌防腐纳米复合材料的制备方法包括如下步骤：

4、（1）取lif分散于50mlhcl溶液中，加入ti3alc2，35℃下搅拌反应24h，结束后用去离子水洗至中性，超声处理40-60min，离心1-2h，取离心产物于烘箱中40℃干燥10-12h，得到mxene纳米片；

5、（2）取1-2g步骤（1）所得mxene纳米片加入装有30ml乙醇水溶液的容器中，超声处理30min，滴加2-3ml三乙胺，室温下搅拌3-4h，然后取2-3ml(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷溶解于10ml乙醇中，加入上述容器中，60℃反应8h，用去离子水洗涤3次后，60℃真空干燥10h，得到改性mxene纳米片；

6、（3）取步骤（2）所得改性mxene纳米片和多聚赖氨酸加入含有30ml去离子水的反应瓶中，加入2-4ml乙酸，然后加入丙酮醛和甲醛，80℃反应2-3h，用去离子水洗涤3次后，冷冻干燥得到mxene纳米片/多聚赖氨酸复合材料；

7、（4）取硝酸铈铵加入30mln,n-二甲基甲酰胺中，搅拌10min，加入对苯二甲酸，加入1ml甲酸，置于反应釜中，100℃反应10-12h，取沉淀洗涤干净，60℃真空干燥10h，得到ce-mof；

8、（5）取步骤（4）所得ce-mof加入30mln,n-二甲基甲酰胺中，超声处理10-20min，加入步骤（3）所得mxene纳米片/多聚赖氨酸复合材料，超声处理30-40min，然后室温搅拌10-12h，取沉淀用去离子水洗涤3次，60℃真空干燥10h，得到抗菌防腐纳米复合材料。

9、进一步地，在步骤（1）中，所述lif与ti3alc2的质量比为1:1-1.5。

10、进一步地，在步骤（1）中，所述hcl溶液的浓度为9mol/l，超声处理的功率为400w，离心的转速为4000r/min。

11、进一步地，在步骤（2）中，所述乙醇水溶液中乙醇与水的体积比为1:9，超声处理的功率为400w。

12、进一步地，在步骤（3）中，所述改性mxene纳米片与多聚赖氨酸的质量为1:1-1.5，丙酮醛和甲醛的体积比为2-3:1。

13、进一步地，在步骤（4）中，所述硝酸铈铵与对苯二甲酸的质量比为5:1-2。

14、进一步地，在步骤（5）中，所述ce-mof与mxene纳米片/多聚赖氨酸复合材料的质量比为1-2:1，超声处理的功率为400w。

15、进一步地，所述分散剂为羟丙基甲基纤维素，消泡剂为有机硅消泡剂，流平剂为聚醚改性有机硅氧烷，增稠剂为聚氨酯增稠剂，成膜助剂为丙二醇丁醚。

16、本发明提供了一种多功能环保涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

17、取水性聚氨酯树脂加入去离子水中，加入抗菌防腐纳米复合材料，搅拌10min，加入分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂，搅拌20min，加入成膜助剂，搅拌5min，得到多功能环保涂料。

18、本发明取得的有益效果如下：

19、本发明通过(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷改性mxene纳米片，再接枝多聚赖氨酸制备mxene纳米片/多聚赖氨酸复合材料，同时复合ce-mof得到抗菌防腐纳米复合材料，加入到涂料中能够有效填充涂料中的缺陷，以降低涂层孔隙率，进而提高涂料的强度和耐腐蚀性；mxene纳米片具有优良的力学性能、丰富的表面基团，mxene材料的层状结构能够降低腐蚀介质在涂层中的移动速度，提高涂料的耐腐蚀性，通过在mxene纳米片上接枝多聚赖氨酸能够避免mxene纳米片因层间存在氢键和范德华相互作用而导致的堆积和聚集，提高mxene纳米片的分散性，通过(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷改性的mxene纳米片，然后接枝多聚赖氨酸，多聚赖氨酸能够借助mxene材料的层状结构增加负载量，充分发挥多聚赖氨酸的抗菌效果；ce-mof能够通过表面的羟基等与mxene纳米片形成稳定的组合，提高mxene纳米片的稳定性，ce-mof中的铈离子能够在阴极区域产生的oh-产生反应，生成沉淀，降低阴极区的腐蚀电流，且形成的沉淀物具有更高的耐腐蚀性能，减缓基底的腐蚀。

技术特征：

1.一种多功能环保涂料，其特征在于：包括如下重量份的组分：水性聚氨酯树脂50-60份、抗菌防腐纳米复合材料8-12份、分散剂2-5份、消泡剂2-4份、流平剂2-4份、增稠剂2-4份、成膜助剂1-3份、去离子水15-25份。

2.一种根据权利要求1所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：所述抗菌防腐纳米复合材料的制备方法包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述lif与ti3alc2的质量比为1:1-1.5。

5.根据权利要求4所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述hcl溶液的浓度为9mol/l；超声处理的功率为400w；离心的转速为4000r/min。

6.根据权利要求5所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述乙醇水溶液中乙醇与水的体积比为1:9；超声处理的功率为400w。

7.根据权利要求6所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述改性mxene纳米片与多聚赖氨酸的质量为1:1-1.5，丙酮醛和甲醛的体积比为2-3:1。

8.根据权利要求7所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：在步骤（4）中，所述硝酸铈铵与对苯二甲酸的质量比为5:1-2。

9.根据权利要求8所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：在步骤（5）中，所述ce-mof与mxene纳米片/多聚赖氨酸复合材料的质量比为1-2:1，超声处理的功率为400w。

10.根据权利要求9所述的多功能环保涂料的制备方法，其特征在于：所述分散剂为羟丙基甲基纤维素，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述流平剂为聚醚改性有机硅氧烷，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂，所述成膜助剂为丙二醇丁醚。

技术总结本发明公开了涂料领域的一种多功能环保涂料及其制备方法，所述多功能环保涂料包括如下重量份的组分：水性聚氨酯树脂50‑60份、抗菌防腐纳米复合材料8‑12份、分散剂2‑5份、消泡剂2‑4份、流平剂2‑4份、增稠剂2‑4份、成膜助剂1‑3份、去离子水15‑25份。本发明通过(3‑氨基丙基)三乙氧基硅烷改性MXene纳米片，再接枝多聚赖氨酸制备MXene纳米片/多聚赖氨酸复合材料，同时复合Ce‑MOF得到抗菌防腐纳米复合材料加入到水性聚氨酯涂料中，提高水性聚氨酯涂料的强度、耐腐蚀性、抗菌效果和热稳定性。技术研发人员：陈刚,谢家祥,陈娟,徐卫东,陈志伟受保护的技术使用者：甘肃金宏桥集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19