本發明屬于無機填料、復合材料和涂料，具體是涉及一種改性蒙脫土、環氧樹脂固化物、水性環氧防腐蝕涂料及其制備方法。

背景技術：

1、環氧樹脂作為重要的熱固性塑料基礎材料，具有交聯密度高，固化收縮率低，以及優異的熱性能，物理機械性能，耐腐蝕性能等，在電子電氣，航空航天等領域具有廣泛的應用。但環氧樹脂固化物存在易燃燒等缺陷限制了環氧樹脂的應用，因此，有必要提高環氧樹脂阻燃性能。

2、環氧防腐涂料不僅具有耐腐蝕能力強，電絕緣性好，力學性能好等優點，且具有常溫操作，施工簡單等優異的工藝特點，廣泛應用于石油，化工，海洋工程等防腐蝕領域。與溶劑型環氧防腐蝕涂料相比，水性防腐蝕涂料的voc含量低，無環境及健康方面的不良影響，符合當前涂料行業綠色低碳發展的要求。但是當將其應用于苛刻腐蝕環境下以保護基材，對其防腐性能的要求很高。近年來，環氧防腐涂料中大多添加氧化石墨烯以提高其防腐蝕性能。然而，氧化石墨烯制備工藝復雜，價格昂貴，限制了其使用。

技術實現思路

1、基于此，本發明提供了一種改性蒙脫土，其不僅能提高環氧樹脂的耐熱阻燃性能，同時能夠提高水性環氧防腐蝕涂料的防腐性能。

2、具體地，本發明包括如下技術方案。

3、第一個方面，本發明提供了一種改性蒙脫土，由吐溫60和蒙脫土制備得到；所述吐溫60和蒙脫土的質量比為1：1-5。

4、在其中一些實施例中，所述吐溫60和蒙脫土的質量比為1：1.5-3.5。

5、在其中一些實施例中，所述吐溫60和蒙脫土的質量比為1：1.5-2.5。

6、在其中一些實施例中，所述吐溫60和蒙脫土的質量比為1：1.8-2.2。

7、第二個方面，本發明提供了所述的改性蒙脫土的制備方法，包括如下步驟：

8、將所述吐溫60加入水中，攪拌溶解后，再加入蒙脫土，高速分散20min-60min，即得所述改性蒙脫土。

9、在其中一些實施例中，所述吐溫60與水的質量比為1：8-12。

10、在其中一些實施例中，所述高速分散的轉速為2500轉/min-3500轉/min，優選為2800轉/min-3200轉/min。

11、第三個方面，本發明提供了所述的改性蒙脫土作為阻燃劑在制備耐熱阻燃的環氧樹脂中的應用。

12、第四個方面，本發明提供了所述的改性蒙脫土作為防腐劑在制備水性環氧防腐蝕涂料中的應用。

13、第五個方面，本發明提供了一種耐熱阻燃的改性蒙脫土/環氧樹脂固化物，以重量份計，由包括如下組分的原料制備而成：

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15、在其中一些實施例中，以重量份計，所述的耐熱阻燃的改性蒙脫土/環氧樹脂固化物由包括如下組分的原料制備而成：

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17、在其中一些實施例中，所述改性蒙脫土在所述固化物中的重量份為1-12份，可以是1-10份，3-12份，3-10份，6-9份，7-8份，1-6份，更優選為2-5份，更優選為3.5-4.5份，最優選為4份。

18、在其中一些實施例中，所述改性蒙脫土在所述固化物中的的重量份為3-12重量份，優選為3.6-11.3重量份，更優選為3.6-9.4重量份，更優選為6.5-8.4重量份，更優選為7-7.8重量份。

19、在其中一些實施例中，所述改性蒙脫土的重量份可以為1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份或者12份。

20、在其中一些實施例中，所述改性蒙脫土在所述固化物中的添加量為環氧樹脂的1-12wt％，優選為1-10wt％，1-6wt％，更優選為2-5wt％，更優選為3.5-4.5wt％。

21、在其中一些實施例中，所述環氧樹脂選自雙酚a型環氧樹脂和酚醛型環氧樹脂中的一種或多種，更優選為環氧樹脂e51和/或環氧樹脂e54。

22、在其中一些實施例中，所述固化劑選自4，4’-二氨基二苯基甲烷，酚醛樹脂，二乙烯三胺和聚酰胺中的至少一種，優選為二乙烯三胺和/或聚酰胺yk651。

23、在其中一些實施例中，所述固化劑為質量比為1：0.5-2的二乙烯三胺和聚酰胺yk651的組合。

24、第六個方面，本發明提供了一種所述耐熱阻燃的改性蒙脫土/環氧樹脂固化物的制備方法，包括如下步驟：

25、將所述環氧樹脂溶解于乙醇中，再加入所述改性蒙脫土，在55℃-65℃溫度下高速分散20min-40min，脫除溶劑和氣泡；再加入所述固化劑，攪拌均勻后靜置固化，即可得到所述改性蒙脫土/環氧樹脂固化物。

26、在其中一些實施例中，所述脫除溶劑和氣泡是在55℃-65℃的真空干燥箱中進行。

27、在其中一些實施例中，所述分散的轉速為1200轉/min-1800轉/min。

28、第七個方面，本發明提供了一種改性蒙脫土/水性環氧防腐蝕涂料，以重量份計，由包括如下組分的原料制備而成：

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31、在其中一些實施例中，以重最份計，所述改性蒙脫土/水性環氧防腐蝕涂料由包括如下組分的原料制備而成：

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33、在其中一些實施例中，所述改性蒙脫土在所述涂料中的添加量為3-12重量份，優選為3.6-11.3重量份，更優選為3.6-9.4重量份，更優選為6.5-8.4重量份，更優選為7-7.8重量份。

34、在其中一些實施例中，所述改性蒙脫土的添加量為固化層重量的1-6wt％，更優選為2-5wt％，更優選為3.5-4.5wt％，更優選為3.8-4.2wt％，最優選為4％。所述固化層重量是指所述改性蒙脫土/水性環氧防腐蝕涂料固化干燥后的重量，即不包含水和乙醇的其他制備原料的總重量。

35、在其中一些實施例中，所述環氧樹脂為環氧樹脂e51或者環氧樹脂e54，更優選環氧樹脂e51。

36、在其中一些實施例中，所述固化劑選自二乙烯三胺和/或聚酰胺，優選為二乙烯三胺和聚酰胺yk651的組合。

37、在其中一些實施例中，所述固化劑為質量比為1：0.5-2的二乙烯三胺和聚酰胺yk651的組合。

38、其中一些實施例中，所述填料選自：碳酸鈣、硅微粉、二氧化硅、滑石粉、二氧化鈦、氧化鋅、磷酸鋅、氧化鐵紅和云母粉等中的任意兩種或者兩種以上的混合物。

39、在其中一些實施例中，所述填料為碳酸鈣、硅微粉、云母、鈦白粉、滑石粉和氧化鋅的組合，所述碳酸鈣、硅微粉、云母、鈦白粉、滑石粉和氧化鋅的質量比為2-4：2-4：1：2-4：0.8-1.2：0.8-1.2。

40、在其中一些實施例中，所述助劑選自流平劑、潤濕劑、增稠劑和消泡劑中的至少一種。其中，潤濕劑可以為：tego450、byk346和k-ls315中的一種或者一種以上的混合物。所述的增稠劑可以為羥乙基纖維素、羥甲基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素和羧甲基纖維素鈉中的一種或者一種以上的混合物。所述的消泡劑為礦物油類消泡劑、聚硅氧烷類消泡劑和含有胺、亞胺、酰胺類消泡劑中一種或者一種以上的混合物，更優選為byk-024、bek-760、bky-066中的一種或者一種以上的混合物。流平劑為pw336。

41、在其中一些實施例中，所述助劑為流平劑pw336、潤濕劑byk346、羥甲基纖維素和消泡劑bek-760的組合，所述流平劑pw336、潤濕劑byk346、羥甲基纖維素和消泡劑bek-760的質量比為1：1-3：0.4-0.8：2-4。

42、第八個方面，本發明提供了一種所述的改性蒙脫土/水性環氧防腐蝕涂料的制備方法，包括如下步驟：

43、將所述環氧樹脂溶解于乙醇中，然后加入水及所述改性蒙脫土，高速分散50min-80min，使環氧樹脂充分乳化，在所得環氧樹脂乳液中加入所述填料和助劑，分散均勻，再加入所述固化劑，攪拌均勻，即得所述改性蒙脫土/水性環氧防腐蝕涂料。

44、本發明具有以下有益效果：

45、本發明利用吐溫60作為改性劑對無機蒙脫土進行改性，制備得到了一種新型的改性蒙脫土，該改性蒙脫土不僅能提高環氧樹脂的阻燃性能和耐熱性能，同時能夠提高水性環氧防腐蝕涂料的防腐性能和耐熱性能。

46、本發明利用吐溫60改性的蒙脫土，環氧樹脂以及環氧固化劑等原料制備得到了改性無機蒙脫土/環氧樹脂固化物，該環氧樹脂材料具有較好的阻燃性能和耐熱性能，提高了環氧樹脂在電子塑封材料等領域的應用性能。

47、本發明利用吐溫60改性的蒙脫土，環氧樹脂，填料、助劑以及環氧固化劑等原料制備得到了改性蒙脫土/水性環氧樹脂防腐蝕涂料，該涂料的防腐性能得到了有效提高，環氧防腐蝕涂層在168h耐水，48h耐酸堿及耐168h鹽水浸泡后，涂層的表面均無起皮，無脫落，無起泡，無銹點；并且與純環氧樹脂相比，改性蒙脫土/環氧防腐蝕涂層的玻璃化轉變溫度得到明顯提升，耐熱性能更好。

48、進一步優化改性蒙脫土的添加量，當其添加量為4wt％時，所得水性環氧樹脂防腐蝕涂料的防腐性能最優；并且，此時防腐蝕環氧涂層的鉛筆硬度和抗沖擊性能明顯優于純環氧涂料，即特定量本發明的改性蒙脫土在提高水性環氧防腐蝕涂料的防腐性能的同時可以提高其涂層力學性能。