一种透明防腐酚醛环氧清漆及其制备方法

本发明属于酚醛环氧清漆制备，具体涉及一种透明防腐酚醛环氧清漆及其制备方法。

背景技术：

1、酚醛环氧树脂随着聚合度的增加，相对分子质量增大，软化点升高，同时环氧基也随之增多，交联密度增大，耐热性提高，同时酚醛环氧树脂结构中含有2个以上的环氧基团，而且引入了更多具有良好热稳定性的芳环，更高的环氧官能度，能够提供的更多的交联点，使固化后交联密度高，易形成高度交联的三维结构，其固化物表现出优异的机械强度、电绝缘性能、耐水性、耐化学性、较高的玻璃化转变温度和热稳定性。但由于酚醛环氧树脂粘度大，通常加溶剂或者稀释剂来降低体系粘度，在生产和施工中会出大量的有机溶剂，对环境和人体健康造成很大危害。随着对环境保护要求的日益提高，发展更高性能的水性化酚醛环氧树脂是必然的趋势。

2、中国发明专利cn101899196b公开了一种水性酚醛环氧树脂乳液及其制备方法，制备的酚醛环氧清漆，对酚醛环氧树脂进行改性接入羧基再将羧基中和变成亲水基，让酚醛环氧树脂具备一定的亲水性，降低乳化难度，再用适量的表面活性剂乳化得到较稳定的酚醛环氧乳液，然后固化成膜。但是酚醛环氧树脂的环氧基接入亲水基团后，一方面树脂的亲水性增加，耐水性能下降，另一方面环氧基数目减少，树脂成膜时交联密度下降，得到的涂膜耐化学性能较差。

3、中国发明专利cn109679117a公开了一种水性酚醛环氧树脂乳液及其制备方法，制备的酚醛环氧清漆，用醇胺先对酚醛环氧树脂进行改性接入氨基，再用冰乙酸中和成亲水基，让酚醛环氧树脂具备亲水性，再水中形成乳液。同样的酚醛环氧树脂的环氧基接入亲水基团亲水性增加，耐水性能下降，环氧基数目减少，树脂成膜时交联密度下降，影响涂层性能。同时该发明利用改性海泡石的来提高涂膜的附着力和硬度，但改性海泡石和有机树脂简单的混合并不相容，得到的涂层变得不透明，且耐盐水性能提高有限。

技术实现思路

1、本发明目的在于针对现有技术水性酚醛环氧清漆耐碱、耐盐水和耐盐雾差的问题，提供一种一种透明防腐酚醛环氧清漆及其制备方法，该清漆形成的涂层均一透明，涂层的硬度、附着力、耐碱和耐盐水性都较现有技术有显著提升，综合性能优异。

2、为了实现本发明的目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种透明防腐酚醛环氧清漆，由酚醛环氧乳液、磷酸钙低聚物、水、环氧固化剂以及消泡剂混合均匀反应制得；

4、所述的酚醛环氧乳液由酚醛环氧树脂、长碳链烷基化合物、环氧乳化剂和有机溶剂加热到110℃～130℃熔融后混合均匀，降温到80～110℃，搅拌下滴加水20～40min得到；长碳链烷化合物为长碳链烷基酸或长碳链烷基酰胺，其碳原子数为16～22；

5、所述的磷酸钙低聚物由二水氯化钙、无水乙醇a常温搅拌混合形成澄清溶液后加入三乙胺搅拌，再加入混合均匀的磷酸和无水乙醇b室温下搅拌反应8～14小时，离心，洗涤得到。

6、为进一步实现本发明目的，优选地，按质量份计，所述的酚醛环氧清漆的制备中，酚醛环氧乳液40～90份，磷酸钙低聚物10～30份，水10～20份，环氧固化剂10～30份，消泡剂1～4份。

7、优选地，按质量份计，所述的酚醛环氧乳液的制备中，酚醛环氧树脂30～90份，长碳链烷基化合物2～30份，有机溶剂4-10份，环氧乳化剂2～40份，水20～60份。

8、优选地，按质量份计，磷酸钙低聚物的制备中，所述的二水氯化钙为0.3～5份，无水乙醇a为50～90份，三乙胺为4～10份，磷酸为0.1～5份，无水乙醇b为3～20份。

9、优选地，在酚醛环氧乳液的制备中，所述的长碳链烷基化合物为油酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、油酸酰胺和油酸基棕榈酸酰胺的一种或多种；所述的酚醛环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂、双酚a酚醛环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂中的一种或多种。

10、优选地，在酚醛环氧乳液的制备中，所述的有机溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙酮醇、乙酰丙酮、n-甲基吡咯烷烃和二乙二醇丁醚中的一种或多种；

11、所述的酚醛环氧树脂的环氧当量为160-250g/eq。

12、所述的环氧乳化剂为索尔维0092乳化剂、隽途jt802乳化剂、佰源化工by-3502乳化剂、广通bh600乳化剂、骁亘xe1050乳化剂和陶氏dowfax3a1乳化剂中的一种或多种。

13、优选地，所述的酚醛环氧乳液的制备中，所述的搅拌的转速为1000～3000r/min，搅拌的时间为20～40min。

14、优选地，磷酸钙低聚物制备中，所述的加入三乙胺搅拌的转速为500～1500r/min，搅拌的时间为20～40min；所述的离心的转速为6000～8000r/min，时间为2～5min；所述的洗涤是用乙醇洗涤。

15、优选地，所述的环氧固化剂为亨斯迈38-1、万华sca-8325、万华338，万华ht600、瑞奇2283、瑞奇8006、瑞奇8041、联固919、联固920、联固936、巴陵石化cydhd、epikure8193和赢创2280中的一种或多种；

16、所述的消泡剂为akn3386、ego-8030、kmt-2033、castle-2223和唯创w-604中的一种或多种。

17、所述的透明防腐酚醛环氧清漆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

18、1)将酚醛环氧乳液由酚醛环氧树脂、长碳链烷基化合物、环氧乳化剂和有机溶剂加热到110℃～130℃熔融后混合均匀，降温到80～110℃，搅拌下滴加水20～40min，得酚醛环氧乳液；

19、2)将二水氯化钙、无水乙醇a常温搅拌混合形成澄清溶液后加入三乙胺搅拌，再加入混合均匀的磷酸和无水乙醇b室温下搅拌反应8～14小时，离心，洗涤得到磷酸钙低聚物；

20、3)将酚醛环氧乳液、磷酸低聚物凝胶和水混合均匀，加入环氧固化剂和消泡剂混合均匀得到透明防腐酚醛环氧清漆。

21、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

22、1)本发明通过制备有机物聚合特性的磷酸钙低聚物，将磷酸钙低聚物加入到环氧树脂固化过程中磷酸钙低聚物能自聚成磷酸团簇，同时利用其磷酸根和涂层树脂中的羟基形成氢键实现交联，在分子水平上实现无机相和有机树脂的均相连续，消除了两种物质之间的界面，大大提升了水性酚醛环氧树脂涂层的防腐性，同时保持漆膜透明。

23、2)本发明利用长碳链烷基酸或长碳链烷基酰胺分子中长碳链的疏水，长碳链烷基酸或长碳链烷基酰胺和环氧乳化剂复配乳化，减少环氧乳化剂的使用减少乳化剂亲水性对涂膜性能的影响，大大提升涂层防腐蚀性能。

24、3)本发明的高性能透明防腐酚醛环氧清漆，耐酸、耐碱、耐盐水和耐盐雾性能优越，能应用于金属、家具木材的清漆防腐领域。

技术特征：

1.一种透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于，由酚醛环氧乳液、磷酸钙低聚物、水、环氧固化剂以及消泡剂混合均匀反应制得；

2.根据权利要求1所述的透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于，按质量份计，所述的酚醛环氧清漆的制备中，酚醛环氧乳液40～90份，磷酸钙低聚物10～30份，水10～20份，环氧固化剂10～30份，消泡剂1～4份。

3.根据权利要求1所述的透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于，按质量份计，所述的酚醛环氧乳液的制备中，酚醛环氧树脂30～90份，长碳链烷基化合物2～30份，有机溶剂4-10份，环氧乳化剂2～40份，水20～60份。

4.根据权利要求1所述的透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于，按质量份计，磷酸钙低聚物的制备中，所述的二水氯化钙为0.3～5份，无水乙醇a为50～90份，三乙胺为4～10份，磷酸为0.1～5份，无水乙醇b为3～20份。

5.根据权利要求1-3任一项所述的透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于：在酚醛环氧乳液的制备中，所述的长碳链烷基化合物为油酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、油酸酰胺和油酸基棕榈酸酰胺的一种或多种；所述的酚醛环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂、双酚a酚醛环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于：在酚醛环氧乳液的制备中，所述的有机溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、二丙酮醇、乙酰丙酮、n-甲基吡咯烷烃和二乙二醇丁醚中的一种或多种；

7.根据权利要求1所述的透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于：所述的酚醛环氧乳液的制备中，所述的搅拌的转速为1000～3000r/min，搅拌的时间为20～40min。

8.根据权利要求1所述的透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于：磷酸钙低聚物制备中，所述的加入三乙胺搅拌的转速为500～1500r/min，搅拌的时间为20～40min；所述的离心的转速为6000～8000r/min，时间为2～5min；所述的洗涤是用乙醇洗涤。

9.根据权利要求1所述的透明防腐酚醛环氧清漆，其特征在于：所述的环氧固化剂为亨斯迈38-1、万华sca-8325、万华338，万华ht600、瑞奇2283、瑞奇8006、瑞奇8041、联固919、联固920、联固936、巴陵石化cydhd、epikure8193和赢创2280中的一种或多种；

10.权利要求1所述的透明防腐酚醛环氧清漆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种透明防腐酚醛环氧清漆及其制备方法。按质量份计，所公开的酚醛环氧清漆原料配方构成为：酚醛环氧乳液40～90份，磷酸钙低聚物10～30份，水10～20份，环氧固化剂10～30份，消泡剂1～4份。本发明公开的制备方法为先将制备好的酚醛环氧乳液、磷酸低聚物凝胶和水混合均匀，然后加入环氧固化剂和消泡剂混合均匀得到高性能透明防腐酚醛环氧清漆。本发明的酚醛环氧清漆，固化后的涂膜耐碱、耐盐水和耐盐雾性能优越。技术研发人员：文秀芳,李玉毅,皮丕辉,徐守萍受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15