[发明专利]一种接枝环氧树脂纳米硫酸钡填料及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种接枝环氧树脂的纳米硫酸钡填料及其制备方法与应用，该接枝环氧树脂的纳米硫酸钡填料通过环氧树脂带有的环氧活性基团，一端与纳米硫酸钡表面的羟基反应，将环氧基团引入纳米硫酸钡的表面，促进与环氧树脂基体涂料的润湿和界面结合，并且接枝后的纳米硫酸钡在环氧树脂涂料固化过程中与树脂、固化剂形成化学交联结构；接枝在纳米硫酸钡上的高分子链的另一端是羟基亲水键，有利于改性后的纳米硫酸钡分散到水性环氧树脂基体中。本申请通过接枝环氧树脂制备得到的纳米硫酸钡填料与水性环氧树脂涂料的相容性良好，简单搅拌即可混合均匀，并且存储稳定。

技术领域

本申请属于化工技术领域，具体涉及一种接枝环氧树脂纳米硫酸钡填料及其制备方法与应用。

背景技术

纳米硫酸钡不仅具有通常纳米粒子的尺寸小、比表面积大、表面能高等特性，而且具有优异的热稳定性和抗腐蚀性能，同时价格低廉，广泛地运用于涂料、油墨、陶瓷等行业。

水性环氧涂料除了具有粘结力强，机械强度高，耐腐蚀性良好，力学性能优良的优点外，还具有无溶剂排放的优势，必将具有越来越广泛地应用前景。目前纳米硫酸钡加入到水性环氧涂料中主要是通过直接添加或者是加入表面助剂促进其分散的方法，都不能很好地解决纳米硫酸钡易团聚，与环氧树脂涂料基体界面结合不佳的问题。

发明内容

本申请提供一种接枝环氧树脂纳米硫酸钡填料及其制备方法与应用，以解决纳米硫酸钡易团聚，且与环氧树脂涂料基体界面结合不佳的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：一种接枝环氧树脂纳米硫酸钡填料，按照重量份数计，由以下组分组成：纳米硫酸钡100份，环氧树脂100-1000份，聚乙二醇50-2000份，催化剂A：2-25份和催化剂B：2-25份。

进一步，所述纳米硫酸钡的粒径为5-100nm。

进一步，所述纳米硫酸钡的表面含有羟基。

进一步，所述的催化剂A和所述催化剂B均为季胺盐、三苯基膦、三乙醇胺、过硫酸钾、三氟化硼/乙醚中的一种或多种组合。

本申请采用的另一个技术方案是：一种接枝环氧树脂纳米硫酸钡填料的制备方法，包括以下步骤：

将环氧树脂加热熔融后，边搅拌边加入纳米硫酸钡，控制反应温度在40-200℃，加入适量催化剂A，继续搅拌1-3h后，获得第一溶液；

向所述第一溶液加入聚乙二醇和催化剂B，持续搅拌1-2h后，完成反应得到第二溶液；

用甲苯和去离子水反复清洗所述第二溶液，除去没反应的环氧树脂和聚乙二醇，将甲苯和去离子水蒸出，获得所述接枝环氧树脂的纳米硫酸钡填料。

进一步，所述环氧树脂的分子上含有两个或两个以上的环氧基团；其中一个所述环氧基团与所述纳米硫酸钡表面的羟基团发生反应。

进一步，所述聚乙二醇中羟基的摩尔数小于环氧树脂中环氧基的摩尔数。

所述接枝环氧树脂纳米硫酸钡填料用于制备高硬度、高抗冲击强度和高防腐性能的环氧树脂涂料。

本申请的有益效果是：本申请通过在纳米硫酸钡表面接枝环氧树脂，一方面通过高分子链的位阻效应提高纳米硫酸钡的分散性，另一方面解决了纳米硫酸钡在环氧树脂基体中因分子结构差异较大导致的界面相容性不佳的问题。同时接枝环氧树脂纳米硫酸钡填料可显著提高水性环氧树脂涂料的硬度、抗冲击强度和防腐性能。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。