[发明专利]一种离子化生漆复合涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种离子化生漆复合涂料及其制备方法。在一定条件下，利用生漆与环氧烷基化合物进行反应得到具有一定亲水性能的离子化改性生漆。然后利用改性生漆与纳米二氧化硅共混得到亲水性生漆复合涂料。本发明制备的生漆复合涂料具有良好的成膜性和耐腐蚀性能，成膜周期短，对极性基材具有良好的附着力，能广泛的应用于机械、建筑及装饰灯领域。而且，制备工艺简单，绿色环保。

技术领域

本发明属于化学改性生漆制备领域，具体涉及一种离子化改性生漆复合涂料及其制备方法。

背景技术

生漆是我国特有的优质天然植物资源，是一种性能优越的绿色环保生态涂料，享有“国之瑰宝”和“涂料之王”的美誉。生漆因具有独特而卓越的耐腐蚀、耐磨、耐酸、阻水等优异性能，广泛应用于军工、工艺制造、现代工业、基础建设、日用品及艺术品等诸多领域。尽管天然生漆有许多优点，但仍然存在颜色深，成膜条件苛刻，黏度大，易致敏，对金属附着力不好，生产周期长等缺点，很大程度上限制了生漆的工业化应用。漆酚作为生漆中主要的成膜物质，就其结构而言，漆酚是邻苯二酚的衍生物，苯环上有两个酚羟基，长侧链上具有多个碳碳双键活性位点，能够进行多种化学反应。另外漆酚羟基上的氧原子具有未共用电子对，具有较大的电负性，其可以作为配体与具有空轨道的金属原子形成配合物。因此，目前国内外的研究工作者们通常会利用含有醛、酸酐、羟基等功能基团的化合物或与金属化合物对生漆进行改性，从而达到改善生漆的性能制备性能优异的涂料。如中国专利（CN201610161400.X）报道了一种改性生漆复合涂料的制备方法，利用丙烯酸羟氯丙酯与精制生漆反应得到生漆丙烯酸羟氯丙酯共聚物，然后与改性的纳米二氧化钛混合制备的改性生漆复合涂料具有极好的成膜和耐腐蚀性能，性能指标均超过国家标准。中国专利（201310426825.5）报道了一种单宁酸改性生漆复合涂料的制备方法。利用单宁酸对生漆进行化学改性制备得到了单宁酸改性生漆复合涂料具有极好的成膜性能。

生漆的固化主要是通过自氧化或者生物酶催化过程实现。生物酶催化是一个生物转化过程，因此需要有适合的酶促反应温度及一定的水分含量。水分不仅是反应介质，还是控制酶促反应和漆酶蛋白质分子结构的活性成分。由于天然生漆含有大量的苯环结构使其更多的表现为疏水的特性，因此成膜性能周期长，而且对极性基材的附着力差。因此开发具有适当的离子化的改性生漆，对缩短其成膜周期和对极性基材的附着力具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于：针对天然生漆成膜周期长，对极性基材附着力差的缺陷，提供一种离子化改性生漆复合涂料及其制备方法，所制备的生漆涂料具有成膜周期短，对极性基材的附着力好的特点，能广泛的应用于机械、建筑及装饰灯领域。而且，制备工艺简单，绿色环保。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种离子化生漆复合涂料及其制备方法，制备方法包括如下步骤：

（1）首先从生漆中分离提取漆酚，将漆酚和环氧烷基化合物按摩尔比为1:1置于圆底烧瓶中，加入碱金属催化剂，在氮气保护下搅拌升温至70-90 ℃，恒温反应6-10 h，反应完毕后，冷却至室温，将混合物水洗至中性，然后除水干燥得到改性漆酚；其中碱金属催化剂的质量为混合物总质量的1%；

（2）硅烷偶联剂加无水乙醇配成 0.5−1wt% 的溶液，加入纳米二氧化硅，超声波分散30 min，真空干燥得到硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅；

（3）将一定量的生漆与步骤（1）制备得到的改性漆酚和步骤（2）制备得到的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅，用转速为1500rpm的磁力搅拌器搅拌共混2 h，即到离子化生漆复合涂料。

所述生漆包括汉中漆、城口漆或秦岭漆中的一种

所述的汉中漆、城口漆或秦岭漆漆酚的质量分数为60−80%。

所述的环氧烷基化合物包括2-环氧丙基三甲基季铵盐、2-环氧丙基丁基二甲基季铵盐、2-环氧丙基辛基二甲基季铵盐中的一种。