本發明屬于涂料領域，具體涉及一種抑菌防腐蝕水性環氧涂料的制備方法。
背景技術：
環氧樹脂用于防腐蝕涂料中以液體樹脂所占份額最大，但目前工業上使用的涂料大部分是溶劑型涂料，常規溶劑型涂料多以芳烴、酯類、醇類、酮類等作為溶劑，這些溶劑均具有不同程度的毒性，而且揮發物直接排入空氣，對環境污染較重。隨著人們環保意識的增強，不含有機溶劑或低voc的新型防腐蝕涂料如粉末涂料、無溶劑涂料和水性涂料等綠色涂料相繼被開發。粉末涂料因固化條件較為苛刻，從而限制了它的發展；無溶劑環氧涂料在無溶劑化涂料領域是比較成功的，只是近年來在活性稀釋劑的低毒性和固化劑的安全可靠性等方面受到了挑戰，正在改善之中；而水性環氧涂料除了秉承溶劑型涂料的諸多優點外，正在向提高性能、減少污染、擴大應用等方面發展，其領域己涵蓋機車、航空、食品、建筑等，因此水性環氧涂料是近年來發展十分迅速的一個領域；
環氧樹脂固化物因脆性大，抗沖擊性、耐酸堿性、柔韌性及耐溫性差，限制了環氧樹脂涂料的應用，因此對環氧樹脂的改性一直是對環氧樹脂防腐涂料研究的重點之一，而為了提高其力學性能，往往在其中加入各種膨潤土、石墨烯等無機填料，但是這些無機填料與環氧樹脂的相容性較差，容易造成涂料的貯存穩定性差，且容易形成結塊，降低了涂料的品質，且傳統的水性環氧樹脂涂料與基材的附著力等級為2級，雖然能夠滿足實際生產生活中對涂膜的要求，但是對于一些需要經常擦拭、表面平整性較差的基材來說，還是需要更強的剝離強度才能滿足對基材的持久性保護，同時，為了提高對環境是適應性，抑菌防腐性能也是判斷成品涂料綜合性能的一個重要指標，這點在傳統水性環氧樹脂涂料中經常被人忽視，因此，本發明的目的就是提供一種更高附著力、成品分散性好、不結塊、抑菌性強、貯存穩定性好的水性環氧樹脂涂料。
技術實現要素：
本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種抑菌防腐蝕水性環氧涂料的制備方法。
為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種抑菌防腐蝕水性環氧涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）取3-4重量份的羊毛脂，加入到其重量57-60倍的異丙醇中，在80-85℃下保溫攪拌4-10分鐘；
（2）取10-17重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量30-40倍的去離子水中，攪拌1-2小時，與上述羊毛脂的異丙醇溶液混合，攪拌反應40-50分鐘，與10-13重量份的棕櫚酸混合，送入到反應釜中，在110-120℃的保溫反應1-2小時，出料冷卻，得酯化溶膠分散液；
（3）取0.7-1重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，與上述酯化溶膠分散液混合，升高溫度為60-65℃，超聲30-40分鐘，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得氨基酯化溶膠；
（4）取1-2重量份的十六烷基二甲基叔胺、16-20重量份的四氫呋喃混合，攪拌均勻，得催化混合溶液；
（5）取上述氨基酯化溶膠，與10-14重量份的、30-35%的甲醛溶液混合，攪拌均勻，加入上述催化混合溶液，在70-75℃下保溫攪拌36-50分鐘，得氨基低聚物溶膠；
（6）取2-4重量份的聚乙二醇、35-40重量份的環氧樹脂e44混合，攪拌均勻，送入到反應釜中，調節反應釜溫度為56-70℃，保溫攪拌10-20分鐘，通入氮氣，加入1-2重量份的三氟化硼乙醚，攪拌反應3-4小時，出料，降低溫度為35-40℃，加入3-4重量份的油酸，保溫攪拌1-2小時，得油酸改性環氧樹脂預聚物；
（7）將上述氨基低聚物溶膠、油酸改性環氧樹脂預聚物混合，加入到混合料重量4-6倍的去離子水中，在70-75℃下保溫攪拌4-6小時，得酰胺化低聚物環氧樹脂溶膠；
（8）取上述酰胺化低聚物環氧樹脂溶膠，與3-5重量份的抑菌酯化溶液、100-120重量份的環氧樹脂e44、2-3重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯混合，在60-70℃下保溫攪拌110-130分鐘，加入混合料重量65-80%的去離子水、0.6-1%的蓖麻油酸、0.4-0.7%的司盤80，攪拌均勻，再經過膠體磨研磨、均質機乳化，即得所述抑菌防腐蝕水性環氧涂料。
所述的步驟（8）中，膠體磨的研磨時間為30-40分鐘，均質機乳化的壓力為40-60mpa、乳化時間為20-30分鐘。
所述抑菌防腐蝕水性環氧涂料的使用方法為：
在使用前，將抑菌防腐蝕水性環氧涂料與其重量20-25%的固化劑混合，攪拌均勻，即可進行涂覆。
所述的固化劑為甲基六氫鄰苯二甲酸酐。
所述的抑菌酯化溶液的制備方法包括以下步驟：
取10-13重量份的三氯氧磷、7-9重量份的肌醇六磷酸、4-6重量份的硫代異氰酸混合，加入到混合料重量15-20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入30-40重量份的季戊四醇，送入到反應釜中，在90-100℃下保溫反應1-2小時，加入80-100重量份的尼龍酸甲酯，通入氮氣，降低溫度為常溫，加入2-3重量份的多聚甲醛，攪拌均勻，滴加0.5-1重量份的三乙胺，滴加完畢后調節反應釜溫度為90-95℃，攪拌反應100-110分鐘，出料，冷卻至常溫，即得所述抑菌酯化溶液。
本發明的優點：
本發明以正硅酸乙酯為前驅體，在去離子水中水解，然后加入羊毛脂的異丙醇溶液，與棕櫚酸混合酯化，得酯化溶膠分散液，該酯化溶膠分散液具有很好的分散性、潤滑性，然后采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷處理酯化溶膠，得到氨基酯化溶膠，然后與甲醛溶液混合，采用十六烷基二甲基叔胺為催化劑，得到氨基低聚物溶膠，然后以環氧樹脂、聚乙二醇為原料，采用油酸處理，得到油酸化的環氧樹脂預聚物；然后將其與氨基低聚物溶膠混合，通過油酸與氨基的反應，得到酰胺化低聚物環氧樹脂溶膠，然后通過司盤80分散，得到抑菌防腐蝕水性環氧涂料；
本發明的抑菌酯化溶液中，以硫代異氰酸、三氯氧磷、肌醇六磷酸為原料，經過水解后與季戊四醇混合酯化，然后將得到的酯化料與多聚甲醛進行縮合，再通過三乙胺催化改性，得到有機磷硫化酯溶液，該有機磷硫化酯溶液不僅具有較高的抑菌性，還具有很好的抗氧化性能，能夠提高成品聚碳酸酯材料抑菌性、抗氧化性能，提高成品涂料的綜合性能；
本發明將溶膠通過酯化、氨化、酰胺化處理，有效的改善了溶膠在環氧樹脂中的分散性，提高了二氧化鈦與各原料的相容性，有效的降低了團聚，增強了涂料的均勻穩定性、表面強度和抑菌性能，將溶膠酯化改善了涂料的潤滑性和分散性，本發明的涂料加入的羊毛脂等可以有效的提高涂膜的防腐性能，本發明的涂料粘度高，與基材的粘結性強，抑菌強度高。
具體實施方式
實施例1
一種抑菌防腐蝕水性環氧涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）取4重量份的羊毛脂，加入到其重量60倍的異丙醇中，在85℃下保溫攪拌10分鐘；
（2）取17重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量40倍的去離子水中，攪拌2小時，與上述羊毛脂的異丙醇溶液混合，攪拌反應50分鐘，與13重量份的棕櫚酸混合，送入到反應釜中，在120℃的保溫反應2小時，出料冷卻，得酯化溶膠分散液；
（3）取1重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，與上述酯化溶膠分散液混合，升高溫度為65℃，超聲30-40分鐘，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得氨基酯化溶膠；
（4）取2重量份的十六烷基二甲基叔胺、20重量份的四氫呋喃混合，攪拌均勻，得催化混合溶液；
（5）取上述氨基酯化溶膠，與14重量份的、35%的甲醛溶液混合，攪拌均勻，加入上述催化混合溶液，在75℃下保溫攪拌50分鐘，得氨基低聚物溶膠；
（6）取4重量份的聚乙二醇、40重量份的環氧樹脂e44混合，攪拌均勻，送入到反應釜中，調節反應釜溫度為70℃，保溫攪拌20分鐘，通入氮氣，加入2重量份的三氟化硼乙醚，攪拌反應4小時，出料，降低溫度為40℃，加入4重量份的油酸，保溫攪拌2小時，得油酸改性環氧樹脂預聚物；
（7）將上述氨基低聚物溶膠、油酸改性環氧樹脂預聚物混合，加入到混合料重量6倍的去離子水中，在75℃下保溫攪拌6小時，得酰胺化低聚物環氧樹脂溶膠；
（8）取上述酰胺化低聚物環氧樹脂溶膠，與3重量份的抑菌酯化溶液、120重量份的環氧樹脂e44、3重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯混合，在70℃下保溫攪拌130分鐘，加入混合料重量80%的去離子水、1%的蓖麻油酸、0.7%的司盤80，攪拌均勻，再經過膠體磨研磨、均質機乳化，即得所述抑菌防腐蝕水性環氧涂料。
所述的步驟（8）中，膠體磨的研磨時間為40分鐘，均質機乳化的壓力為60mpa、乳化時間為30分鐘。
所述抑菌防腐蝕水性環氧涂料的使用方法為：
在使用前，將抑菌防腐蝕水性環氧涂料與其重量25%的固化劑混合，攪拌均勻，即可進行涂覆。
所述的固化劑為甲基六氫鄰苯二甲酸酐。
所述的抑菌酯化溶液的制備方法包括以下步驟：
取10重量份的三氯氧磷、7重量份的肌醇六磷酸、4重量份的硫代異氰酸混合，加入到混合料重量15倍的去離子水中，攪拌均勻，加入30重量份的季戊四醇，送入到反應釜中，在90℃下保溫反應1小時，加入80重量份的尼龍酸甲酯，通入氮氣，降低溫度為常溫，加入2重量份的多聚甲醛，攪拌均勻，滴加0.5重量份的三乙胺，滴加完畢后調節反應釜溫度為90℃，攪拌反應100分鐘，出料，冷卻至常溫，即得所述抑菌酯化溶液。
實施例2
一種抑菌防腐蝕水性環氧涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）取3重量份的羊毛脂，加入到其重量57倍的異丙醇中，在80℃下保溫攪拌4分鐘；
（2）取10重量份的正硅酸乙酯，加入到其重量30倍的去離子水中，攪拌1小時，與上述羊毛脂的異丙醇溶液混合，攪拌反應40分鐘，與10重量份的棕櫚酸混合，送入到反應釜中，在110℃的保溫反應1小時，出料冷卻，得酯化溶膠分散液；
（3）取0.7重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，與上述酯化溶膠分散液混合，升高溫度為60℃，超聲30分鐘，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得氨基酯化溶膠；
（4）取1重量份的十六烷基二甲基叔胺、16重量份的四氫呋喃混合，攪拌均勻，得催化混合溶液；
（5）取上述氨基酯化溶膠，與10重量份的、30-%的甲醛溶液混合，攪拌均勻，加入上述催化混合溶液，在70℃下保溫攪拌36分鐘，得氨基低聚物溶膠；
（6）取2重量份的聚乙二醇、35重量份的環氧樹脂e44混合，攪拌均勻，送入到反應釜中，調節反應釜溫度為56℃，保溫攪拌10分鐘，通入氮氣，加入1重量份的三氟化硼乙醚，攪拌反應3小時，出料，降低溫度為35℃，加入3重量份的油酸，保溫攪拌1小時，得油酸改性環氧樹脂預聚物；
（7）將上述氨基低聚物溶膠、油酸改性環氧樹脂預聚物混合，加入到混合料重量4倍的去離子水中，在70℃下保溫攪拌4小時，得酰胺化低聚物環氧樹脂溶膠；
（8）取上述酰胺化低聚物環氧樹脂溶膠，與5重量份的抑菌酯化溶液、100重量份的環氧樹脂e44、2重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯混合，在60℃下保溫攪拌110分鐘，加入混合料重量65%的去離子水、0.6%的蓖麻油酸、0.4%的司盤80，攪拌均勻，再經過膠體磨研磨、均質機乳化，即得所述抑菌防腐蝕水性環氧涂料。
所述的步驟（8）中，膠體磨的研磨時間為30分鐘，均質機乳化的壓力為40mpa、乳化時間為20分鐘。
所述抑菌防腐蝕水性環氧涂料的使用方法為：
在使用前，將抑菌防腐蝕水性環氧涂料與其重量20%的固化劑混合，攪拌均勻，即可進行涂覆。
所述的固化劑為甲基六氫鄰苯二甲酸酐。
所述的抑菌酯化溶液的制備方法包括以下步驟：
取13重量份的三氯氧磷、9重量份的肌醇六磷酸、6重量份的硫代異氰酸混合，加入到混合料重量20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入40重量份的季戊四醇，送入到反應釜中，在100℃下保溫反應2小時，加入100重量份的尼龍酸甲酯，通入氮氣，降低溫度為常溫，加入3重量份的多聚甲醛，攪拌均勻，滴加1重量份的三乙胺，滴加完畢后調節反應釜溫度為95℃，攪拌反應110分鐘，出料，冷卻至常溫，即得所述抑菌酯化溶液。
性能測試：
本發明實施例1-2涂料的性能測試：
涂料無結塊無沉積，涂層平整光滑無顆粒；附著力：1級；
涂膜耐腐蝕性能：蒸餾水/d浸泡邊緣起泡：14-17；3%氯化鈉溶液/d浸泡邊緣起泡：10-16；10%氫氧化鈉溶液/d浸泡邊緣起泡：10-15；10%鹽酸溶液/d浸泡邊緣起泡：3-5；汽油/d浸泡邊緣起泡：6-8；
鉛筆硬度：4h；
拉伸強度/pma：100-105；
傳統水性環氧樹脂涂料的性能測試：附著力：2級；
涂膜耐腐蝕性能：蒸餾水/d浸泡邊緣起泡：3-5；3%氯化鈉溶液/d浸泡邊緣起泡：5-7；10%氫氧化鈉溶液/d浸泡邊緣起泡：4-6；10%鹽酸溶液/d浸泡邊緣起泡：1-2；汽油/d浸泡邊緣起泡：2-3；
鉛筆硬度：2h；
拉伸強度/pma：70-80。
殺菌性測試：
將球毛殼霉菌、黃曲霉菌分別均勻涂布于涂有本發明實施例1的抑菌防腐蝕水性環氧涂料、本發明實施例2的抑菌防腐蝕水性環氧涂料、傳統水性環氧樹脂涂料的載玻片上，經0、10、30、60小時后用棉棒輕沾菌液后置于生理鹽水中，振蕩，取0.5ml于培養皿中，加入培養基，于培養箱中培養48小時；
可以看出，本發明的抑菌防腐蝕水性環氧涂料相比于傳統水性環氧樹脂涂料具有更好的附著力，抗剝離強度高，耐水、酸、堿、鹽、汽油性強，鉛筆硬度高，拉伸強度高，抑菌性強，綜合性能優越。