CN104910759A - 一种水性环氧涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性环氧涂料及其制备方法，该涂料包括氨基树脂、流平剂、蒸馏水、水性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、铁黑、超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂等成分，并进一步添加了纳米MoS₂耐磨剂和纳米CaCO₃紫外光吸收剂用以提升性能。本发明通过对成分类别及含量的合理化设计，使得涂料漆膜厚度可达100μm以上，耐水性大于240h，对波长在290～400nm的紫外光的透射率小于0.4，耐磨转数达到1000～1400转，漆膜质量损失小于0.07g/100r，耐盐雾性大于200小时。该涂料可刷涂在铁质建筑物的内外墙，具有极佳的保护效果，尤其适用于铁质建筑文物的保护。

Description

一种水性环氧涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性环氧涂料及其制备方法。

背景技术

涂料是指涂覆于物体表面，能与基材粘结并形成完整、坚韧保护膜的物料。自产生至今，涂料在建筑技术领域一直具有广泛的应用，其作用可以概括为三个方面，即对建筑物的保护作用、装饰作用以及其他特定功能作用。现有技术中，为实现对建筑物的保护，涂料应当针对使用环境、建筑物类别、基材特征进行设计，例如为提升木质建筑的防火性能，相关涂料应当具有一定的阻燃特性。

以铁塔为代表的铁质建筑长期处于户外环境，随着日晒、氧化、酸雨等因素的侵蚀，极易发生老化、损毁，因此应当采取一定的保护手段，尤其对于部分具有文物价值的铁质古建筑，更应当匹配有效的保护措施。现有技术中，对铁质建筑的保护是一项***工程，而涂料保护是其中的关键环节。为实现对铁质建筑的有效保护，首先要求涂料自身与铁质基材密切配合，这就包括了涂料与铁质基材的结合力、成膜质量、固化速率等；此外还要求涂料自身具有优良的耐水、抗光老化、抗风沙侵蚀、耐盐雾等特征。现有技术的涂料产品一方面普遍未针对铁质建筑的基材特点和使用环境进行设计，与此同时，仅有的少量相关产品在耐盐雾性、防腐、抗风沙冲击、抗光老化等方面效果有待提升，更难以达到铁塔文物保护的要求。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种水性环氧涂料及其制备方法，以解决现有技术中缺乏一种专用于铁质建筑物并起到保护作用的涂料的技术问题。

本发明解决的另一技术问题是提供一种用于铁质建筑文物保护的涂料。

本发明解决的再一技术问题是提升涂料对铁质建筑物的保护效果。

本发明解决的又一技术问题是提升涂料与铁质基材的结合力。

本发明解决的又一技术问题是提升涂料在铁质基材上的成膜质量。

本发明解决的又一技术问题是提升涂料的耐盐雾性能。

本发明解决的又一技术问题是提升涂料的防锈性能。

本发明解决的又一技术问题是提升涂料的耐磨性能。

本发明解决的又一技术问题是提升涂料抗光老化性能。

本发明解决的又一技术问题是提供上述涂料中所用到的用于提升涂料耐磨性的成分。

本发明解决的又一技术问题是进一步提升该成分的耐磨效果。

本发明解决的又一技术问题是提供上述涂料的制备方法。

本发明解决的又一技术问题是改善该制备方法中乙组分分散效果不佳。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种水性环氧涂料，由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分包括以下质量份的成分：氨基树脂5～10份，流平剂0.5～1份，蒸馏水10～15份；乙组分包括以下质量份的成分：水性环氧丙烯酸树脂15～25份，分散剂0.5～1.0份，消泡剂0.2～0.8份，蒸馏水20～25份，铁黑5～10份，超细滑石粉5～10份，沉淀硫酸钡5～10份，磷酸锌5～10份，防锈剂1～2份，纳米MoS₂耐磨剂10～20份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂10～20份。

优选的，该涂料由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成：氨基树脂8份，流平剂1份，蒸馏水15份；乙组分由以下质量份的成分组成：水性环氧丙烯酸树脂15份，分散剂1份，消泡剂0.8份，蒸馏水25份，铁黑10份，超细滑石粉10份，沉淀硫酸钡5份，磷酸锌5份，防锈剂2份，纳米MoS₂耐磨剂10份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂10份。

在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂平均粒度为42～48nm，更优的是45nm。

在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述纳米MoS₂耐磨剂平均粒度为75～85nm，更优的是80nm。

在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述流平剂是乙二醇单丁醚。

在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述分散剂是德国毕克公司生产的型号为BYK190的分散剂。

在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述消泡剂是德国毕克公司生产的型号为BYK022的消泡剂。

在以上两技术方案任一项基础上优选的，所述纳米MoS₂耐磨剂是由以下方法制备的：

1)以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:(2～4)，充分搅拌后超声分散25～35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；

2)取步骤1)得到的包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8～1.2Pa，通入H₂至0.3～0.6×10⁵Pa，加热温度为680～720℃，保温50～70min，即得到纳米MoS₂耐磨剂。

在此基础上进一步优选的，步骤1)所述充分搅拌是以不低于500r/min的转速搅拌12～18min，更优的是15min。

在此基础上进一步优选的，步骤1)所述充分搅拌是尽可能强烈搅拌。

在此基础上进一步优选的，步骤1)所述充分搅拌是在某种搅拌条件下搅拌12～18min，更优的是15min。

在此基础上进一步优选的，步骤1)所述的MoO₃纳米颗粒是以超声化学方法制备的。

在此基础上进一步优选的，步骤1)所述的MoO₃纳米颗粒是类球形的。

本发明还提供了上述水性环氧涂料的一种制备方法，包括以下步骤：

1)纳米CaCO₃紫外光吸收剂的制备：将CaCl₂和Na₂CO₃分别配制成溶液，取CaCL₂溶液，以每0.04mol CaCL₂溶质对应3～4g PEG-10000的比例向其中加入PEG-10000，充分溶解，向其中滴加Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的滴加量以Ca²⁺与CO₃ ^2-的摩尔量相等为准，滴加后再向其中加入1.8～2.2g分子量为200～400万的聚丙烯酸钠，充分溶解，而后室温陈化2.5～3.5h，而后离心取沉淀，洗涤、干燥，即得到所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂。

2)纳米MoS₂耐磨剂的制备：以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:(2～4)，充分搅拌后超声分散25～35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；取所述包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8～1.2Pa，通入H₂至0.3～0.6×10⁵Pa，加热温度为680～720℃，保温50～70min，即得到纳米MoS₂耐磨剂。

3)取配方量的氨基树脂和流平剂混合，在250～350r/min搅拌条件下向其中加入蒸馏水，分散25～35min，得到甲组分。

4)按配方量将水性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水均匀混合，在800～1200r/min的搅拌条件下，加入铁黑、超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS₂耐磨剂、纳米CaCO₃紫外光吸收剂，而后分散直至细度小于20μm，得到乙组分。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤1)中CaCL₂溶液初始浓度为0.3～0.5mol/L，更优的是0.4mol/L。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤1)中Na₂CO₃溶液初始浓度为0.3～0.5mol/L，更优的是0.4mol/L。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤1)所述的滴加是在23～27℃完成的，更优的是25℃。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤1)所述的滴加是在250～350r/min的搅拌条件下完成的，更优的是300r/min。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤1)所述滴加的速率是0.3～0.7滴/s，更优的是0.5滴/s。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤1)所述离心的转速为3000r/min。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤1)所述的洗涤是利用乙醇溶液洗涤三次。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤1)所述的干燥是在75～85℃条件下干燥50～70min，更优的是在80℃条件下干燥60min。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤4)所述的分散至细度小于20μm，是在分散机上，先低速分散，而后高速分散直至细度小于20μm。其中所述低速分散通常是小于200rpm的转速，而高速分散通常是高于500rpm的转速；当然也可以理解为将分散过程分为两个阶段，后一阶段的转速高于前一阶段。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述充分搅拌是以不低于500r/min的转速搅拌12～18min，更优的是15min。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述充分搅拌是尽可能强烈搅拌。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述充分搅拌是在某种搅拌条件下搅拌12～18min，更优的是15min。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述的MoO₃纳米颗粒是以超声化学方法制备的。

在上述水性环氧涂料的此种制备方法基础上优选的，步骤2)所述的MoO₃纳米颗粒是类球形的。

在以上技术方案中，超细滑石粉是一种工业原料的完整名称，而并非以“超细”限定“滑石粉”，该原料广泛应用于塑料、橡胶、涂料等工业中，市售即可买到。

水性环氧丙烯酸树脂也可称为水分散性环氧丙烯酸树脂。

沉淀硫酸钡也是一种工业原料的完整名称，市售即可买到。

而“纳米MoS₂耐磨剂”和“纳米CaCO₃紫外光吸收剂”均属于自创词。

其中“纳米MoS₂耐磨剂”所表征的范围是：平均粒度为纳米级的MoS₂。所述纳米MoS₂耐磨剂可以是通过以下方法得到的：以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:(2～4)，充分搅拌后超声分散25～35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；取所述包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8～1.2Pa，通入H₂至0.3～0.6×10⁵Pa，加热温度为680～720℃，保温50～70min，即得到纳米MoS₂耐磨剂。

“纳米CaCO₃紫外光吸收剂”所表征的范围是：平均粒度为纳米级的CaCO₃。所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂可以是通过以下方法得到的：将CaCl₂和Na₂CO₃分别配制成溶液，取CaCL₂溶液，以每0.04mol CaCL₂溶质对应3～4g PEG-10000的比例向其中加入PEG-10000，充分溶解，向其中滴加Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的滴加量以Ca²⁺与CO₃ ^2-的摩尔量相等为准，滴加后再向其中加入1.8～2.2g分子量为200～400万的聚丙烯酸钠，充分溶解，而后室温陈化2.5～3.5h，而后离心取沉淀，洗涤、干燥，即得到所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂。

此外，在以上技术方案中，所述包覆粉体是指MoO₃表面均匀包覆S的复合粉体；所述聚丙烯酸钠主要作为分散剂；所述PEG-10000并非严格限定聚乙二醇的分子量为10000、而是一种商品规格名称，该规格产品的实际分子量通常为8500～11000，此外，该成分在本发明中作为表面修饰剂；在水性涂料的制备方法中，步骤1)与步骤2)仅仅分别用于制备纳米CaCO₃紫外光吸收剂和纳米MoS₂耐磨剂，这两个步骤顺序不分先后；以本发明方法制备的水性环氧涂料，在使用前将所述甲组分、乙组分按配方量质量配比为1:4，混合，均匀搅拌，熟化10min左右后即可使用。

本发明涂料主要成膜物质是由水分散性环氧丙烯酸树脂和氨基树脂在一定工艺条件下分散而成，固化后的漆膜有高交联密度，附着力强，高硬度，高固含量等特征；涂料与铁塔基体结合力强并且绿色环保，具有耐盐雾性、防腐、抗风沙冲击和抗光老化的特性符合铁塔文物保护的要求。同时，其中添加的纳米CaCO₃紫外光吸收剂成分能显著提高涂层的紫外光吸收使铁质建筑表面抗光老化性能增强；添加的纳米MoS₂耐磨剂成分，能提高涂层的耐磨性使铁质建筑表面抗风沙侵蚀性增强。

采用本发明两次施工成膜厚度可达百微米，生产简单、施工便捷，具有无需高温固化、室温干燥迅速等优点。涂料漆膜厚度100μm以上，耐水性大于240h，对波长在290～400nm的紫外光的透射率小于0.4，耐磨转数达到1000～1400转，漆膜质量损失小于0.07g/100r，耐盐雾性大于200小时。该涂料可刷涂在铁塔建筑物的内外墙等场合，对铁质建筑具有极佳的保护效果，基于其上述优越性能，尤其适用于铁质建筑文物保护领域。

在优选技术方案中，进一步限定成分配比是由于该限定条件下涂料的成膜质量、耐磨性能、抗光老化性能等特征更优。进一步限定纳米CaCO₃紫外光吸收剂的平均粒度是由于意外的发现该粒度条件下使得涂料抗光老化性能更好。进一步限定纳米MoS₂耐磨剂平均粒度是由于该粒度条件下使得涂料的耐磨性更好。在纳米MoS₂耐磨剂的制备方法中进一步限定特定的搅拌条件是由于发现在该激烈的搅拌条件后结合超声分散，得到的产物其微观结构更加理想。在所述吸波涂料的制备方法中，进一步限定CaCL₂溶液和Na₂CO₃溶液初始浓度是考虑到该浓度条件下更有利于后续反应的充分沉淀；进一步限定滴加条件是由于在此滴加条件下沉淀反应较快、较充分且产物微观结构更加理想；进一步优选乙组分的分散模式是由于这种先慢速再快速的两阶段分散模式分散效果更加。

本发明配方设计合理，在此配方范围内具有最为卓越的使用效果，本发明以创造性的技术革新实现了突出的技术效果，同时成本较低、易于实现，因此具有突出的推广前景。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。

以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“大约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。在一些实施例中，“大约”表示允许其修正的数值在正负百分之十(10％)的范围内变化，比如，“大约100”表示的可以是90到110之间的任何数值。此外，在“大约第一数值到第二数值”的表述中，大约同时修正第一和第二数值两个数值。在某些情况下，近似性语言可能与测量仪器的精度有关。

除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

在以下实施例中，对涂料性能的检测包括漆膜耐水性、耐盐雾性能、耐磨性以及紫外光透射率。紫外线是产生光老化现象的重要原因，因此本发明以涂料对紫外线的透射率来评价其抗紫外线性能；本发明中对紫外线透射率的检测是利用紫外光透射率测定仪检测的，其原理是以290～400nm波长的紫外线照射涂料产品的普通漆膜，考察透过漆膜的紫外线强度占紫外线光源强度的比率。漆膜耐水性检测参照GB/T1733-1993的方法实施。耐盐雾性能的检测参照GB/T1771-2007的方法实施。耐磨性检测参照GB/T1768-2006的方法实施。

实施例1

一种水性环氧涂料，由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成：氨基树脂8份，流平剂1份，蒸馏水15份；乙组分包括以下质量份的成分：水分散性环氧丙烯酸树脂15份，分散剂1份，消泡剂0.8份，蒸馏水25份，铁黑10份，超细滑石粉10份，沉淀硫酸钡5份，磷酸锌5份，防锈剂2份，纳米MoS₂耐磨剂10份；纳米CaCO₃紫外光吸收剂10份。

上述水性环氧涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)纳米CaCO₃紫外光吸收剂制备：将CaCL₂和Na₂CO₃分别配制成浓度为0.4mol/L的溶液。取200mL CaCL₂溶液加入烧杯中，然后加入7.0g表面修饰剂聚乙二醇(相对分子质量10000)，搅拌充分溶解，在25℃、在300r·min^-1的速度下搅拌，将Na₂CO₃溶液滴入CaCL₂溶液中，滴速是1滴/2秒，CaCL₂与Na₂CO₃的摩尔比为1。滴加完毕后，加入2g分散剂聚丙烯酸钠(相对分子质量300万)，搅拌充分溶解，在室温陈化3h，在低速大容量离心机中以3000r·min^-1的速度离心得到水溶性纳米CaCO₃，采用乙醇洗涤3次，在80℃干燥1h，获得纳米CaCO₃紫外光吸收剂

2)纳米MoS₂耐磨剂制备：1)将适量的硫(S)粉溶于CS₂和CCL₄的混合溶液中，待S完全溶解后，再向混合溶液体系中加入利用超声化学法制备的类球型MoO₃纳米颗粒(按MoO₃和S的摩尔比为1∶3)。将上述混合体系强烈搅拌15min后，超声分散30min，在通风厨室温下自然挥发干燥后，得到MoO₃表面均匀包覆S的复合粉体。2)将MoO₃/S复合粉体均匀地铺展在石英管中，并置入真空管式炉反应获得MoS₂纳米颗粒。工艺参数：抽真空至1Pa，通入高纯H₂至0.5×10⁵Pa，加热温度700℃，保温1h。

3)按配方量的氨基树脂和流平剂加入搅拌器混合，在300r·min^-1的速度搅拌下，再加入去离子水，高速分散30min，得到甲组分。

4)按配方量将水分散性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水加入备料锅中均匀混合，在1000r·min-1的速度下搅拌，加入超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS₂耐磨剂、纳米CaCO₃紫外光吸收剂，在高速分散机上低速分散，然后高速分散。在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于20μm，得到乙组分。

5)施工时需将所述甲组分、乙组分按配方量质量配比为1:4，混合，均匀搅拌，熟化10min后即可使用。

对上述产品进行检测，得到以下检测结果。

耐水性：242h通过。

对波长在290～400nm的紫外光的透射率：0.4。

耐磨性：耐磨转数达到1000～1400转，漆膜质量损失0.07g·(100r)^-1。

耐盐雾性：200h通过。

实施例2

一种水性环氧涂料，由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成：氨基树脂8份，流平剂1份，蒸馏水15份；乙组分包括以下质量份的成分：水分散性环氧丙烯酸树脂20份，分散剂1份，消泡剂0.8份，蒸馏水25份，铁黑10份，超细滑石粉10份，沉淀硫酸钡8份，磷酸锌8份，防锈剂2份，纳米MoS₂耐磨剂18份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂18份。

上述水性环氧涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)纳米CaCO₃紫外光吸收剂制备：将CaCL₂和Na₂CO₃分别配制成浓度为0.4mol/L的溶液。取200mL CaCL₂溶液加入烧杯中，然后加入7.0g表面修饰剂聚乙二醇(相对分子质量10000)，搅拌充分溶解，在25℃、在300r·min^-1的速度下搅拌，将Na₂CO₃溶液滴入CaCL₂溶液中，滴速是1滴/2秒，CaCL₂与Na₂CO₃的摩尔比为1。滴加完毕后，加入2g分散剂聚丙烯酸钠(相对分子质量300万)，搅拌充分溶解，在室温陈化3h，在低速大容量离心机中以3000r·min^-1的速度离心得到水溶性纳米CaCO₃，采用乙醇洗涤3次，在80℃干燥1h，获得纳米CaCO₃紫外光吸收剂

2)纳米MoS₂耐磨剂制备：1)将适量的硫(S)粉溶于CS₂和CCL₄的混合溶液中，待S完全溶解后，再向混合溶液体系中加入利用超声化学法制备的类球型MoO₃纳米颗粒(按MoO₃和S的摩尔比为1∶3)。将上述混合体系强烈搅拌15min后，超声分散30min，在通风厨室温下自然挥发干燥后，得到MoO₃表面均匀包覆S的复合粉体。2)将MoO₃/S复合粉体均匀地铺展在石英管中，并置入真空管式炉反应获得MoS₂纳米颗粒。工艺参数：抽真空至1Pa，通入高纯H₂至0.5×10⁵Pa，加热温度700℃，保温1h。

3)按配方量的氨基树脂和流平剂加入搅拌器混合，在300r·min^-1的速度搅拌下，再加入去离子水，高速分散30min，得到甲组分。

4)按配方量将水分散性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水加入备料锅中均匀混合，在1000r·min^-1的速度下搅拌，加入超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS₂耐磨剂、纳米CaCO₃紫外光吸收剂，在高速分散机上低速分散，然后高速分散。在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于20μm，得到乙组分。

5)施工时需将所述甲组分、乙组分按配方量质量配比为1:4，混合，均匀搅拌，熟化10min后即可使用。

对上述产品进行检测，得到以下检测结果。

耐水性：270h通过。

对波长在290～400nm的紫外光的透射率：0.36。

耐磨性：耐磨转数达到1000～1400转，漆膜质量损失0.65g·(100r)^-1。

耐盐雾性：261h通过。

实施例3

一种水性环氧涂料，由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成：氨基树脂8份，流平剂1份，蒸馏水15份；乙组分包括以下质量份的成分：水性环氧丙烯酸树脂25份，分散剂1份，消泡剂0.8份，蒸馏水25份，铁黑10份，超细滑石粉10份，沉淀硫酸钡10份，磷酸锌10份，防锈剂2份，纳米MoS₂耐磨剂20份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂20份。

上述水性环氧涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)纳米MoS₂耐磨剂制备：1)将适量的硫(S)粉溶于CS₂和CCL₄的混合溶液中，待S完全溶解后，再向混合溶液体系中加入利用超声化学法制备的类球型MoO₃纳米颗粒(按MoO₃和S的摩尔比为1∶3)。将上述混合体系强烈搅拌15min后，超声分散30min，在通风厨室温下自然挥发干燥后，得到MoO₃表面均匀包覆S的复合粉体。2)将MoO₃/S复合粉体均匀地铺展在石英管中，并置入真空管式炉反应获得MoS₂纳米颗粒。工艺参数：抽真空至1Pa，通入高纯H₂至0.5×10⁵Pa，加热温度700℃，保温1h。

2)纳米CaCO₃紫外光吸收剂制备：将CaCL₂和Na₂CO₃分别配制成浓度为0.4mol/L的溶液。取200mLCaCL₂溶液加入烧杯中，然后加入7.0g表面修饰剂聚乙二醇(相对分子质量10000)，搅拌充分溶解，在25℃、在300r·min^-1的速度下搅拌，将Na₂CO₃溶液滴入CaCL₂溶液中，滴速是1滴/2秒，CaCL₂与Na₂CO₃的摩尔比为1。滴加完毕后，加入2g分散剂聚丙烯酸钠(相对分子质量300万)，搅拌充分溶解，在室温陈化3h，在低速大容量离心机中以3000r·min^-1的速度离心得到水溶性纳米CaCO₃，采用乙醇洗涤3次，在80℃干燥1h，获得纳米CaCO₃紫外光吸收剂。

3)按配方量的氨基树脂和流平剂加入搅拌器混合，在300r·min^-1的速度搅拌下，再加入去离子水，高速分散30min，得到甲组分。

4)按配方量将水分散性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水加入备料锅中均匀混合，在1000r·min^-1的速度下搅拌，加入超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS₂耐磨剂、纳米CaCO₃紫外光吸收剂，在高速分散机上低速分散，然后高速分散。在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于20μm，得到乙组分。

5)施工时需将所述甲组分、乙组分按配方量质量配比为1:4，混合，均匀搅拌，熟化10min后即可使用。

对上述产品进行检测，得到以下检测结果。

耐水性：300h通过。

对波长在290～400nm的紫外光的透射率：0.33。

耐磨性：耐磨转数达到1000～1400转，漆膜质量损失0.61g·(100r)^-1。

耐盐雾性：280小时。

实施例4

一种水性环氧涂料，其特征在于由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成：氨基树脂5份，流平剂0.5份，蒸馏水10份；乙组分由以下质量份的成分组成：水性环氧丙烯酸树脂15份，分散剂0.5份，消泡剂0.2份，蒸馏水20份，铁黑5份，超细滑石粉5份，沉淀硫酸钡5份，磷酸锌5份，防锈剂1份，纳米MoS₂耐磨剂10份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂10份。其中纳米CaCO₃紫外光吸收剂平均粒度为48nm，纳米MoS₂耐磨剂平均粒度为85nm。

一种上述纳米MoS₂耐磨剂，是由以下方法制备的：

1)以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:2，充分搅拌后超声分散25min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体，其中所述充分搅拌是以不低于500r/min的转速搅拌12min。

2)取步骤1)得到的包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8Pa，通入H₂至0.3×10⁵Pa，加热温度为680℃，保温50min，即得到纳米MoS₂耐磨剂。

上述水性环氧涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)纳米CaCO₃紫外光吸收剂的制备：将CaCl₂和Na₂CO₃分别配制成溶液，取CaCL₂溶液，以每0.04mol CaCL₂溶质对应3g PEG-10000的比例向其中加入PEG-10000，充分溶解，向其中滴加Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的滴加量以Ca²⁺与CO₃ ^2-的摩尔量相等为准，滴加后再向其中加入1.8g分子量为200万的聚丙烯酸钠，充分溶解，而后室温陈化2.5h，而后离心取沉淀，洗涤、干燥，即得到所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂。

2)纳米MoS₂耐磨剂的制备：参照本实施例的前述方法，具体步骤略。

3)取配方量的氨基树脂和流平剂混合，在250r/min搅拌条件下向其中加入蒸馏水，分散25min，得到甲组分。

4)按配方量将水性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水均匀混合，在800r/min的搅拌条件下，加入铁黑、超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS₂耐磨剂、纳米CaCO₃紫外光吸收剂，而后分散直至细度小于20μm，得到乙组分。

在此基础上，满足以下条件：

步骤1)中CaCL₂溶液和Na₂CO₃溶液初始浓度分别均为0.3mol/L。

步骤1)所述的滴加是在以下条件完成的：在23℃、250r/min的搅拌条件下，以0.3滴/s的速率滴加。

步骤4)所述的分散至细度小于20μm，是在分散机上，先低速分散，而后高速分散直至细度小于20μm。

实施例5

一种水性环氧涂料，其特征在于由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成：氨基树脂10份，流平剂1份，蒸馏水15份；乙组分由以下质量份的成分组成：水性环氧丙烯酸树脂25份，分散剂1.0份，消泡剂0.8份，蒸馏水25份，铁黑10份，超细滑石粉10份，沉淀硫酸钡10份，磷酸锌10份，防锈剂2份，纳米MoS₂耐磨剂20份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂20份。其中纳米CaCO₃紫外光吸收剂平均粒度为42nm，纳米MoS₂耐磨剂平均粒度为75nm。

一种上述纳米MoS₂耐磨剂，是由以下方法制备的：

1)以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:4，充分搅拌后超声分散35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体，其中所述充分搅拌是以不低于500r/min的转速搅拌18min。

2)取步骤1)得到的包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空1.2Pa，通入H₂至0.6×10⁵Pa，加热温度为720℃，保温70min，即得到纳米MoS₂耐磨剂。

上述水性环氧涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)纳米CaCO₃紫外光吸收剂的制备：将CaCl₂和Na₂CO₃分别配制成溶液，取CaCL₂溶液，以每0.04mol CaCL₂溶质对应4g PEG-10000的比例向其中加入PEG-10000，充分溶解，向其中滴加Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的滴加量以Ca²⁺与CO₃ ^2-的摩尔量相等为准，滴加后再向其中加入2.2g分子量为400万的聚丙烯酸钠，充分溶解，而后室温陈化3.5h，而后离心取沉淀，洗涤、干燥，即得到所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂。

2)纳米MoS₂耐磨剂的制备：参照本实施例的前述方法，具体步骤略。

3)取配方量的氨基树脂和流平剂混合，在350r/min搅拌条件下向其中加入蒸馏水，分散35min，得到甲组分。

4)按配方量将水性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水均匀混合，在1200r/min的搅拌条件下，加入铁黑、超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS₂耐磨剂、纳米CaCO₃紫外光吸收剂，而后分散直至细度小于20μm，得到乙组分。

在此基础上，满足以下条件：

步骤1)中CaCL₂溶液和Na₂CO₃溶液初始浓度分别均为0.5mol/L。

步骤1)所述的滴加是在以下条件完成的：在27℃、350r/min的搅拌条件下，以0.7滴/s的速率滴加。

实施例6

一种水性环氧涂料，其特征在于由甲、乙两种组分按1:4(w/w)的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成：氨基树脂6份，流平剂0.8份，蒸馏水12份；乙组分包括以下质量份的成分：水性环氧丙烯酸树脂18份，分散剂0.7份，消泡剂0.6份，蒸馏水22份，铁黑9份，超细滑石粉7份，沉淀硫酸钡8份，磷酸锌6份，防锈剂1.2份，纳米MoS₂耐磨剂13份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂17份。其中纳米CaCO₃紫外光吸收剂平均粒度为45nm，纳米MoS₂耐磨剂平均粒度为80nm。

一种上述纳米MoS₂耐磨剂，是由以下方法制备的：

1)以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:(2～4)，强烈搅拌15min后超声分散25～35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；

2)取步骤1)得到的包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8～1.2Pa，通入H₂至0.3～0.6×10⁵Pa，加热温度为680～720℃，保温50～70min，即得到纳米MoS₂耐磨剂。

上述水性环氧涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)纳米CaCO₃紫外光吸收剂的制备：将CaCl₂和Na₂CO₃分别配制成溶液，取CaCL₂溶液，以每0.04mol CaCL₂溶质对应3.5g PEG-10000的比例向其中加入PEG-10000，充分溶解，向其中滴加Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的滴加量以Ca²⁺与CO₃ ^2-的摩尔量相等为准，滴加后再向其中加入2g分子量为300万的聚丙烯酸钠，充分溶解，而后室温陈化3h，而后离心取沉淀，洗涤、干燥，即得到所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂。

2)纳米MoS₂耐磨剂的制备：以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:3，充分搅拌后超声分散30min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；取所述包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空1Pa，通入H₂至0.4×10⁵Pa，加热温度为700℃，保温60min，即得到纳米MoS₂耐磨剂。

3)取配方量的氨基树脂和流平剂混合，在300r/min搅拌条件下向其中加入蒸馏水，分散30min，得到甲组分。

4)按配方量将水性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水均匀混合，在1000r/min的搅拌条件下，加入铁黑、超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS₂耐磨剂、纳米CaCO₃紫外光吸收剂，而后分散直至细度小于20μm，得到乙组分。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水性环氧涂料，其特征在于由甲、乙两种组分按重量比1:4的比例组成，其中甲组分包括以下质量份的成分：氨基树脂5～10份，流平剂0.5～1份，蒸馏水10～15份；

乙组分包括以下质量份的成分：水性环氧丙烯酸树脂15～25份，分散剂0.5～1.0份，消泡剂0.2～0.8份，蒸馏水20～25份，铁黑5～10份，超细滑石粉5～10份，沉淀硫酸钡5～10份，磷酸锌5～10份，防锈剂1～2份，纳米MoS₂耐磨剂10～20份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂10～20份。

2.根据权利要求1所述的水性环氧涂料，其特征在于该涂料由甲、乙两种组分按重量比1:4的比例组成，其中甲组分由以下质量份的成分组成：氨基树脂8份，流平剂1份，蒸馏水15份；

乙组分由以下质量份的成分组成：水性环氧丙烯酸树脂15份，分散剂1份，消泡剂0.8份，蒸馏水25份，铁黑10份，超细滑石粉10份，沉淀硫酸钡5份，磷酸锌5份，防锈剂2份，纳米MoS₂耐磨剂10份，纳米CaCO₃紫外光吸收剂10份。

3.根据权利要求1或2所述的水性环氧涂料，其特征在于所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂平均粒度为42～48nm。

4.根据权利要求1或2所述的水性环氧涂料，其特征在于所述纳米MoS₂耐磨剂平均粒度为75～85nm。

5.根据权利要求1或2所述的水性环氧涂料，其特征在于所述MoS₂耐磨剂是由以下方法制备的：

1)以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:2～1:4，充分搅拌后超声分散25～35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；

2)取步骤1)得到的包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8～1.2Pa，通入H₂至0.3～0.6×10⁵Pa，加热温度为680～720℃，保温50～70min，即得到纳米MoS₂耐磨剂。

6.根据权利要求5所述的水性环氧涂料，其特征在于步骤1)所述充分搅拌是以不低于500r/min的转速搅拌12～18min。

7.权利要求1或2所述水性环氧涂料的一种制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)纳米CaCO₃紫外光吸收剂的制备：将CaCl₂和Na₂CO₃分别配制成溶液，取CaCL₂溶液，以每0.04mol CaCL₂溶质对应3～4g PEG-10000的比例向其中加入PEG-10000，充分溶解，向其中滴加Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的滴加量以Ca²⁺与CO₃ ^2-的摩尔量相等为准，滴加后再向其中加入1.8～2.2g分子量为200～400万的聚丙烯酸钠，充分溶解，而后室温陈化2.5～3.5h，而后离心取沉淀，洗涤、干燥，即得到所述纳米CaCO₃紫外光吸收剂；

2)纳米MoS₂耐磨剂的制备：以硫粉为溶质，以CS₂、CCl₄的混合物为溶剂制备溶液，而后向其中加入MoO₃纳米颗粒，所述MoO₃纳米颗粒的加入量与所述溶液中硫含量二者摩尔比为1:2～1:4，充分搅拌后超声分散25～35min，自然挥发干燥，即得到包覆粉体；取所述包覆粉体铺展在石英管中，置于真空管式炉，抽真空0.8～1.2Pa，通入H₂至0.3～0.6×10⁵Pa，加热温度为680～720℃，保温50～70min，即得到纳米MoS₂耐磨剂；

3)取配方量的氨基树脂和流平剂混合，在250～350r/min搅拌条件下向其中加入蒸馏水，分散25～35min，得到甲组分；

4)按配方量将水性环氧丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、蒸馏水均匀混合，在800～1200r/min的搅拌条件下，加入铁黑、超细滑石粉、沉淀硫酸钡、磷酸锌、防锈剂、纳米MoS₂耐磨剂、纳米CaCO₃紫外光吸收剂，而后分散直至细度小于20μm，得到乙组分。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤1)中CaCL₂溶液和Na₂CO₃溶液初始浓度分别均为0.3～0.5mol/L。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤1)所述的滴加是在以下条件完成的：在23～27℃、250～350r/min的搅拌条件下，以0.3～0.7滴/s的速率滴加。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤4)所述的分散至细度小于20μm，是在分散机上，先低速分散，而后高速分散直至细度小于20μm。