水性涂料用环氧树脂研究进展.docx

水性涂料用环氧树脂研究进展 王光宇 温绍国摘 要：近年来，水性涂料在金属防腐涂料中得到大量应用，当前我国水性涂料的使用中，主要有三种，水性无机富锌涂料、水性环氧涂料以及水性丙烯酸涂料。三种涂料各有优缺点，为进一步提升水性涂料的性能，并确保水性涂料的环保性，通过研究发现合成后的环氧丙烯酸树脂有着优秀的性能。本文分析了水性涂料用环氧丙烯酸树脂的合成流程以及应用方式，以供参考。关键词：水性涂料;环氧树脂;环氧丙烯酸树脂很多溶剂型的环氧树脂涂料，在使用过程中，其中的的易燃易爆有毒物质通过挥发，进入大自然，会形成酸雨或者是烟雾，对环境有着较大的破坏1。而水性环氧树脂具备一定的环保性能，近年来在我们的生产生活中得到了广泛的应用。因为水性涂料的环保特点，因此近年来水性涂料有着较快的发展。为了保证水性涂料的环保特点，进一步提高涂料的性能，通过研究发现，合成后的环氧丙烯酸，能够有效保留环氧树脂和丙烯酸的优点，具备优秀的防腐蚀性能，以及其他物理性能。一、水性环氧涂料与水性丙烯酸涂料的发展现状1、水性环氧涂料。水性环氧涂料是水性涂料中很常见的一种防腐涂料。水性环氧涂料的主要分为由亲水性胺类固化剂和疏水性环氧树脂两种构成成分2。在制作水性环氧涂料时，要注意对于这两种构成环氧树脂的主要成分，在添加固化剂时所使用的比例是不同的。与其它材质的涂料相比，环氧树脂有着更好的抗腐蚀性能，材料在使用环氧树脂涂料之后，不易被腐蚀，且粘黏性好，可以紧密的与材料相贴合，大大降低水和气体渗入的可能性3。需要注意的是，水性环氧涂料的性能虽然很强，但依然存在一定的缺点。比如水性环氧涂料在使用之后，相比之下需要更长的时间才能完全干透。而且因其本身的导电率比较高，使得涂料在使用之后，很容易被闪蚀。因此对水性环氧涂料的使用中，为避免闪蚀现象的发生，就需要加入特定的抗闪蚀剂。2、水性丙烯酸涂料。水性丙烯酸涂料的构成有三种单体材质，通过聚合形成丙烯酸，并以丙烯酸聚合物为基料，将水作为分散剂。丙烯酸聚合物和水之間发生相互的反应，这种反应会形成一种网状结构的土层，形成的网状土层附着在基材表面，起到有效的防护的作用。与前两种材料相比，水性丙烯酸涂料有着更好的耐候性和耐水性，而且使用丙烯酸材料之后，基材的表面一般不会出现发黄情况。与水性环氧树脂涂料相比，水性丙烯酸涂料在不用花费较长的时间就能很快干透，且在一般的常温下都可以使用。使用实行丙烯酸涂料，可以有效保护基材表面不被腐蚀，同时还能进一步的提升基材表面的光泽度。当然，需要注意的是，水性丙烯酸涂料也同样存在一定的缺陷，在使用中水性丙烯酸涂料会出现“假稠”现象，对涂料的防腐效果有着很大的影响。二、环氧丙烯酸树脂的合成与应用1、环氧树脂的水性化。对于环氧树脂的水性化，可以选择多种不同的方法，比如环氧树脂在与不饱和的脂肪酸进行酯化反应的时候，就可以生成环氧酯，或者是将环氧树脂与干性油脂酸发生酯化反应，能够得到环氧酯底漆。此外，在环氧树脂与异氰酸酯预聚物进行反应之后，就可以生成含有羧基、氨基和羟基的环氧异氰酸酯树脂。但目前水性涂料中对于水性环氧树脂的水性化，更多的采用环氧丙烯酸酯型。将丙烯酸与环氧树脂置于一起的时候，丙烯酸中的单体或者是单体的聚合物，会与环氧树脂发生接枝共聚，然后生成环氧丙烯酸树脂。需要注意的是，这时的环氧丙烯酸树脂中存在酸性基团，因此要通过碱来中和。2、环氧丙烯酸树脂的合成。环氧丙烯酸树脂的合成中所使用到的原材料，主要有工业级的丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、二甲基乙醇胺、丁醇、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸丁酯、乙二醇醚类溶剂、环氧树脂、过氧化苯甲酰。将丁醇和环氧树脂等材料置入四口烧瓶中，要注意在四口烧瓶中安装温度计和回流冷凝器、搅拌器，进行加热，温度要达到110醇，在均匀搅拌的同时，将含有过氧化苯甲酰的混合单体加入其中，然后保温至转化率大雨98%，再加入乙二醇醚类溶剂和二甲基乙醇胺，这个时候应确保环氧丙烯酸树脂的pH值达到77.5，最后再通过水将环氧丙烯酸树脂的固含量稀释到50%，就合成了环氧丙烯酸树脂，颜色看起来属于淡黄色，比较透明，呈粘稠状。3、环氧丙烯酸树脂乳液的制作工艺。为更好的使用，防止材料被腐蚀，在合成环氧丙烯酸树脂之后，可以进一步使用专用的稀释剂和分散剂，投放进调漆缸中进行充分的搅拌均匀后，然后添加颜填料，分散均匀后通过砂磨机进行研磨，确保细度达到30m，然后进行过滤，就可以得到环氧丙烯酸树脂乳液。如果要合成水溶性树脂，可以通过环氧丙烯酸树脂和有机胺中的羧基让树脂表现出水溶性。在涂料加工中，有机胺会释放出醇基，通过与涂料中的氨基树脂发生反应，可以形成性能良好的交联涂膜。选择二甲基乙醇胺来中和提高环氧丙烯酸树脂的水溶性，可以有效调节涂膜的流平性，减少表面缺陷。环氧丙烯酸乳液制作中，还可以通过对水性氨基树脂和环氧丙烯酸树脂的交联，形成的不溶不熔的涂膜。其中氨基树脂的用量决定着涂膜的硬度与耐冲击性以及附着力等物理性能。4、环氧丙烯酸树脂的制作要点与应用。在进行环氧丙烯酸树脂合成时，温度决定了聚合的稳定性，进而影响着合成质量。温度过高，就很容易加快引发剂的分解速度。不同的温度，对环氧树脂和丙烯酸单体的共聚反应有着不同的影响，反应温度的不同，决定了反应的程度的不同，而只有反应程度较高的时候，环氧树脂上的羧基单体增多，会让涂料的水溶性更好。环氧丙烯酸树脂及乳液中含有的环氧树脂，能够有效提升涂料的性能，具备优秀的耐腐蚀性，同时通过添加颜料，可以让涂料具备一定的装饰性和保色性等特点。通常水性环氧丙烯酸涂料的使用，多用于对人行车道以及钢材的保护。水性环氧涂料，则多用于对新旧缓凝土的粘接，帮助材料提升抗腐蚀性，并能够在一定程度上抵抗机械损伤。结束语在当前水性涂料的使用中，环氧丙烯酸树脂被越来越广泛的使用。因此针对环氧丙烯酸树脂的研究，就需要更加深入。合成后的环氧丙烯酸树脂，能够有效的满足当前对水性涂料的需求，因此要加强对环氧丙烯酸合成技术的研究，进一步提高其性能，才能更好的为我们的生产和生活服务。参考文献1 Chen S，Zhang S，Li Y，et al.Synthesis and properties of novel UV - curable hyperbranched waterborne polyurethane/Fe3O4 nanocomposite films with excellent magnetic propertiesJ.Rsc Advances，2015，5（6）：4355-4363.2 姜峻，姚伯龙，高旭瑞，et al.Synthesis and property of a novel UV-curable waterborne hyperbranched polyurethaneJ.化工新型材料，2016，044（003）：31-34.3 Boton Lilian，Puguan John Marc，Latif Muhammad，et al.Synthesis and properties of quick-drying UV-curable hyperbranched waterborne polyurethane coatingJ.Progress in Organic Coatings，2018，125：201-206. -全文完-