室温喷涂水性环氧涂料的制备分析

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1、第一章前言脂进行接枝改性等[17-19】。3)内外墙乳胶漆：这类乳胶漆是将环氧树脂通过乳液聚合以核．壳结构的形式包裹在里面，外面的壳使用不饱和单体聚合而成，最终是环氧树脂能够稳定的以乳液状态分散于水中。此类涂料被称作环氧改性丙烯酸乳胶漆【20'2¨。4)工业地坪涂料：水性环氧树脂涂料挥发性小而无毒，涂膜表面易清洗，很适用于超市，食品厂、医院等高度清洁场所，其可作为环境适应型的地坪涂料来代替传统的溶剂型环氧涂料，也可以与水泥砂浆混合制得高性能环氧砂浆地坪涂料122,231。除了以上几个重要中途之外，水性环氧涂料以其优良性能还应用于多个领域，诸如防水材料和防

2、渗堵漏材料1241，电泳涂料[zs,26】等等。1．3环氧树脂水性化的技术环氧树脂仅能溶于某些有机溶剂中，环氧树脂相对分子质量越高，其溶解性能越差。要制备环氧树脂乳液关键是要解决疏水的环氧树脂水性化的问题。水性环氧树脂发展到现在，水性化技术主要分为两种：1)乳化法，将直接乳化环氧树脂。2)成盐法，改性环氧树脂，然后使用酸或碱来中和成盐【271。本论文所使用方法为乳化法，下面对乳化法做以简单介绍，乳化技术发展至今已有几代，具体来分析，主要分为以下几种方法：直接乳化法、外加乳化剂法、固化剂乳化法、自乳化法。1．3．1直接乳化法也称作机械法，可以使用胶体磨、球

3、磨机、高压均质机先将环氧树脂粉碎并添加适量的乳化剂，再高速分散与水中：也可以外加诸如聚氧乙烯烷基酯等的乳化剂与环氧树脂中进行混合，在高速搅拌下水分散成乳液。根据上海涂料研究所所做的诸多研究表明，也可以根据环氧树脂活性不同来自制相应的乳化剂1281。又如，有专利利用聚乙二醇(PEG)和双酚A型环氧树脂在催化剂作用下制备乳化剂1291。1．3．2外加乳化剂法通过外加乳化剂可以将疏水性的环氧树脂制成水性环氧乳液。杨振忠等人用高分子非离子型表面活性剂处理环氧树脂，再在高速分散下加入水得到乳液粒径小且分布均匀的水乳液，同时对相反转的机理与技术关键进行了探讨，归纳出

4、了反应温度、反应时间以及乳化机浓度等因素对于水性环氧乳液的影响程度【301。第一章前言1．3．3固化剂乳化法固化剂除了起到固化环氧树脂成膜的作用之外，也可通过化学改性为亲环氧分子结构的水分散型固化剂来乳化环氧树脂。例如水性室温固化清漆的制备，将过量的二乙烯三胺与双酚A环氧树脂进行反应，制得两端都是胺基的环氧．多胺加成物，在真空蒸馏出去体系中多余的胺，再加入单环氧化合物(如环氧501)封掉一端的胺基，即反应掉部分伯氢，从而降低反应活性，最后加入乙酸中和成盐，制得水溶性的环氧树脂固化剂。将这种水溶性的环氧固化剂加入环氧树脂乳液中，可以得到稳定的水乳混合液，刷

5、涂于板材上制备清漆。1．3．4自乳化法自乳化法又称作化学改性法，是制备水性环氧树脂最主要的方法。通过能够与环氧基团进行反应的官能团来打开环氧键，将亲水性的极性基团引入到环氧树脂的分子架构当中，起到类似于外加乳化剂的作用来使环氧树脂具备亲水性而能够分散于水中形成稳定的环氧乳液。此种方法制得的乳液粒子比较细，通常可以做到纳米级，而上面介绍的方法乳液粒径通常为微米级，配制出的涂膜也更均一，性能更好。通过化学改性法引入环氧树脂分子结构中的亲水性链段可能是阴离子型、阳离子或者非离子型。下面进行逐一介绍：1)引入阴离子利用醚化、酯化、胺化以及自由基接枝改性将磺酸基、

6、羧基等功能性基团引入环氧聚合物分子链上，再使用酸中和成盐使环氧树脂具备了水分散的性能，来制备环氧树脂乳液。这些化学改性手段都是利用环氧基团与羧基、羟基或氨基等强极性基团反应实现的。例如，将对羟基苯甲酸甲酯与环氧树脂进行反应，然后水解并中和；又如环氧树脂与巯基乙酸之间的醚化反应再进行水解中和，即可以将阴离子引入到环氧树脂分子结构之中【31】。还有研究方法是将环氧树脂与丙烯酸进行反应制得环氧丙烯酸酯，在利用丁烯二酸酐和环氧丙烯酸酯结构上的C=C键进行加成反应制得带有羧基的化合物，在中和成水溶性树脂乳液：或将环氧树脂与磷酸进行反应生成环氧磷酸酯，再用胺中和得到

7、水性环氧树脂乳、液【321。关于自由基接枝改性JamesTKWoo等人的相关研列33】，是利用环氧树脂在存在自由基引发剂的条件下与甲基丙烯酸单体进行聚合，从而将羧基引入了环氧树脂分子结构当中来制得水性环氧树脂乳液。第一章前言2)引入阳离子通过改性将叔胺或季胺碱引入到环氧树脂中，从而得到含叔胺或季胺碱的环氧，在用酸中和制得阳离子型的水性环氧树脂。但是通常使用的环氧树脂固化剂都含有胺基的碱性化合物，使得两组分混合后整个体系易失去稳定性而影响使用性能以及所的涂膜的性能，因此很少得到使用。3)引入非离子的亲水链段通过利用非离子型化合物的极性端基与环氧基团反应，从

8、而将亲水性链段接入环氧树脂链段之中，例如使用聚乙二醇的端羟基与环氧树脂反应来引入