本发明涉及涂料,具体为一种绿色建筑外墙用的环保涂料及其制备方法。
背景技术:
1、水性涂料以水作为溶剂,绿色环保无污染,广泛应用在建筑外墙,家具木器,电子电器,车辆船舶等方面。其中水性环氧树脂具有贮存稳定性好,力学强度高,耐腐蚀性能优良等优点,应用十分广泛。但是环氧树脂存在漆膜韧性较差,容易开裂,并且耐热性,抗紫外等性能不佳,耐候性不好,不利于环氧树脂在建筑外墙等户外制品中的实际应用。
2、目前对环氧树脂改性的方法主要有共混改性,接枝改性等方法;例如利用马来酸酐与环氧树脂的羟基进行反应,可以引入亲水性羧基,得到性能优良的水性环氧树脂。在环氧树脂中引入柔性长链烷基,也可以改善其韧性,专利cn112645905b公开了一种具有长烷基侧链的环氧树脂及其制备和固化方法,将具有功能性的双键官能团引入到联苯结构中,然后利用巯基-烯点击反应将正十二硫醇接枝到联苯结构的侧链上,得到含有长烷基侧链的环氧树脂单体,可以提高环氧树脂的韧性和疏水性。但是该专利没有改善环氧树脂的耐热等性能。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题:针对现有技术的不足,本发明提供了一种绿色建筑外墙用的环保涂料及其制备方法,解决了水性环氧树脂涂料韧性较差,易开裂,耐热性能和耐候性能不好的问题。
2、(二)技术方案:一种绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法:向反应容器中加入丙酮,甲苯-2,4-二异氰酸酯,羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺,加热至50-60℃,反应时采用二正丁胺法监测反应体系中-nco基团的量,然后加入催化剂二月桂酸二丁基锡,环氧树脂,加热至65-75℃,搅拌反应3-5h,反应后冷却,加入三乙胺中和,加入水,旋转蒸发除去丙酮,加入乳化剂,消泡剂,分散剂,颜填料,在高速分散机中进行分散,得到绿色建筑外墙用的环保涂料。
3、所述羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺具有如下式(ⅰ)的结构式;
4、n为12-18中的任意整数。
5、优选的,甲苯-2,4-二异氰酸酯,羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺,二月桂酸二丁基锡,环氧树脂用量比例为(0.02-0.07)mol:(0.02-0.07)mol:(0.05-0.18)mmol:100g。
6、优选的,所述羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺的制备方法为:
7、(1)、向反应容器中加入二氯甲烷,偏苯三酸酐酰氯,烷基胺化合物,反应后减压蒸馏,洗涤,烘干,得到邻苯二甲酸酐烷基酰胺;
8、(2)、向反应容器中加入溶剂,甲苯助溶剂,邻苯二甲酸酐烷基酰胺,dl-丝氨酸,反应后冷却,加入甲醇析出沉淀物,过滤后洗涤,重结晶,得到羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺。
9、优选的,所述(1)中偏苯三酸酐酰氯,烷基胺化合物的比例为(1-1.3)mol:1mol;烷基胺化合物的结构式为h2n-cnh2n+1,n为12-18中的任意整数。
10、优选的,所述(1)中反应的温度为15-25℃,反应的时间为6-9h。
11、优选的,所述(2)中溶剂,甲苯助溶剂的比例为1l:(0.2-0.3)l,溶剂为n,n-二甲基甲酰胺或n,n-二甲基乙酰胺。
12、优选的,所述(2)中邻苯二甲酸酐烷基酰胺,dl-丝氨酸的比例为1mol:(1-1.2)mol。
13、优选的,所述(2)中反应的温度为130-140℃,反应的时间为8-12h。
14、(三)技术效果:本发明以偏苯三酸酐酰氯,十八胺等烷基胺化合物,dl-丝氨酸等作为反应物,经过酰胺化和酰亚胺环化反应,得到羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺。其含有的羟基与甲苯-2,4-二异氰酸酯进行反应,生成含有异氰酸酯基团的tdi半加成产物,然后异氰酸酯基团再与双酚a型环氧树脂中的羟基进行反应,从而将亲水性羧基和酰胺键,柔性烷基长链和苯基酰亚胺结构引入到环氧树脂分子链中。
15、本发明的环氧树脂含有亲水性羧基,酰胺键等基团,可以赋予其良好的水溶性,得到的水性涂料澄清透明,不分层,分散性好,贮存稳定性优良。并且将柔性烷基长链接枝到环氧树脂中,可以起到很好的增韧作用,有利于提高环氧树脂浇铸体的弯曲强度和冲击强度。
16、本发明将耐高温性苯基酰亚胺环基团接枝到环氧树脂分子链中,可以提高其起始热分解温度,表现出更好的耐热性能。并且苯基酰亚胺环基团结构稳定性强,抗紫外性能好,环氧树脂浇铸体经过紫外灯老化实验后,弯曲强度和冲击强度的下降幅度较小,耐候性能优良。在高性能耐热抗紫外耐候涂料,建筑外墙等领域有广阔的应用前景。
1.一种绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法如下:向反应容器中加入丙酮,甲苯-2,4-二异氰酸酯,羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺,加热至50-60℃,反应时采用二正丁胺法监测反应体系中-nco基团的量,然后加入催化剂二月桂酸二丁基锡,环氧树脂,加热至65-75℃,搅拌反应3-5h,反应后冷却,加入三乙胺中和,加入水,旋转蒸发除去丙酮,加入乳化剂,消泡剂,分散剂,颜填料,在高速分散机中进行分散,得到绿色建筑外墙用的环保涂料;
2.根据权利要求1所述的绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法,其特征在于,所述甲苯-2,4-二异氰酸酯,羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺,二月桂酸二丁基锡,环氧树脂用量比例为(0.02-0.07)mol:(0.02-0.07)mol:(0.05-0.18)mmol:100g。
3.根据权利要求1所述的绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法,其特征在于,所述羟丙酸基邻苯二甲酰亚胺烷基酰胺的制备方法为:
4.根据权利要求3所述的绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法,其特征在于,所述(1)中偏苯三酸酐酰氯,烷基胺化合物的比例为(1-1.3)mol:1mol;烷基胺化合物的结构式为h2n-cnh2n+1,n为12-18中的任意整数。
5.根据权利要求3所述的绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法,其特征在于,所述(1)中反应的温度为15-25℃,反应的时间为6-9h。
6.根据权利要求3所述的绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法,其特征在于,所述(2)中溶剂,甲苯助溶剂的比例为1l:(0.2-0.3)l,溶剂为n,n-二甲基甲酰胺或n,n-二甲基乙酰胺。
7.根据权利要求3所述的绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法,其特征在于,所述(2)中邻苯二甲酸酐烷基酰胺,dl-丝氨酸的比例为1mol:(1-1.2)mol。
8.根据权利要求3所述的绿色建筑外墙用的环保涂料的制备方法,其特征在于,所述(2)中反应的温度为130-140℃,反应的时间为8-12h。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的绿色建筑外墙用的环保涂料。