環(huán)氧漆廠(chǎng)家為您介紹:水性環(huán)氧樹(shù)脂體系
導讀：環(huán)氧漆廠(chǎng)家為您介紹:水性環(huán)氧樹(shù)脂體系水性環(huán)氧樹(shù)脂體系能夠有效的降低揮發(fā)性有機物的使用，符合環(huán)保要求，···
環(huán)氧漆廠(chǎng)家為您介紹:水性環(huán)氧樹(shù)脂體系
水性環(huán)氧樹(shù)脂體系能夠有效的降低揮發(fā)性有機物的使用，符合環(huán)保要求，因此在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應用。密切常用的環(huán)氧樹(shù)脂涂料大部分是溶劑型的，其中的揮發(fā)物則含有易燃易爆的有毒物質(zhì)，在揮發(fā)的過(guò)程中直接排放到大自然中，在陽(yáng)光的作用下會(huì )形成煙霧或者酸雨，對環(huán)境產(chǎn)生了比較大的破壞作用。水性涂料以及高固體份涂料等環(huán)保型的涂料日益得到了人們的重視，因此得到了比較快的發(fā)展，而且水性涂料在使用的過(guò)程中還具有節省資源、有機物排放量比較低的優(yōu)點(diǎn)。
1.環(huán)氧樹(shù)脂的性能簡(jiǎn)介環(huán)氧樹(shù)脂是常用的熱固性樹(shù)脂，在熱固性樹(shù)脂中的用量比較大，而且應用比較廣泛。在環(huán)氧樹(shù)脂中含有獨特的環(huán)氧基、羥基以及醚鍵等活性基團，所以能夠表現出優(yōu)異的性能。環(huán)氧樹(shù)脂具有許多種類(lèi)，而且性能各異，還具有非常多的改性劑、促進(jìn)劑、添加劑等，可以組成多種組合，從而得到性能不同的環(huán)氧固化體系，能夠滿(mǎn)足各種性能和工藝的要求。
環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的力學(xué)性能，其分子結構緊密，具有非常強的內聚力，其力學(xué)性能比不飽和的聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂優(yōu)良的多。而且還具有黏結強度高，粘接性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，其中含有的羥基、環(huán)氧基、醚鍵等具有比較大的活性，決定了其良好的黏接強度，可以用來(lái)作為結構膠。對于大部分金屬和非金屬材料都具有良好的粘接性，例如木材、玻璃、陶瓷等。但是大部分環(huán)氧樹(shù)脂都不能溶于水，對環(huán)境有比較大的危害，給其施工、運輸以及存儲等都帶來(lái)了不便，因此用水來(lái)作為溶劑的水性環(huán)氧樹(shù)脂受到了人們的重視[2]。水性環(huán)氧樹(shù)脂不但對環(huán)境比較友好，而且可以在潮濕的界面上施工，而且使用簡(jiǎn)單，對于施工環(huán)境的要求不高，便于清洗、存儲等優(yōu)點(diǎn)，因此成為了環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)展的主要方向。
環(huán)氧樹(shù)脂的分子結構中含有羥基、環(huán)氧基以及醚鍵等基團，從而表現出了一系列優(yōu)異的物理性能，例如具有良好的絕緣性能和機械性能以及耐化學(xué)性能等，在復合材料基體、膠粘劑、涂料等方面得到了廣泛的應用。為了進(jìn)一步的提高其使用性能，降低環(huán)氧樹(shù)脂材料對于環(huán)境的危害，加強其水溶性研究非常重要。環(huán)氧樹(shù)脂的水性改善是在環(huán)氧樹(shù)脂的大分子上加入強的親水基團，然后使其具有自乳化和水溶性的功能，常見(jiàn)的水性改性劑有羥基、氨基、羧基等化合反應。對環(huán)氧樹(shù)脂水性化的重要方法是成鹽的方法，在其分子的骨架上引入極性基團，然后使其親水因子在水中分散。具體的操作中可以先把環(huán)氧樹(shù)脂變成含有堿基團的樹(shù)脂，然后利用堿或者酸來(lái)中和成為鹽來(lái)水性化的方法。其中利用堿中和的方法應用的比較多，如：利用不包含的脂肪酸、丙烯酸類(lèi)單體和聚合物等化合物，其次還可以利用二元酸和環(huán)氧樹(shù)脂上的雙鍵進(jìn)行加成反應，*后用堿來(lái)中和成為鹽，*終得到水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液。
2.水性環(huán)氧丙烯酸乳液的合成和應用性能分析在環(huán)氧樹(shù)脂的水性改性中對于環(huán)氧基的處理比較靈活，在固化反應中除了環(huán)氧基和固化劑發(fā)生交聯(lián)之后，還可以依靠引進(jìn)的羧基、羥基等官能團和固化劑發(fā)生交聯(lián)固化。在環(huán)氧樹(shù)脂的水性化方法中，有多種方法可以選擇，例如可以引入不飽和的脂肪酸和環(huán)氧樹(shù)脂酯化反應來(lái)生成環(huán)氧酯，環(huán)氧樹(shù)脂還可以和干性油脂酸酯化而得到環(huán)氧酯底漆。環(huán)氧丙烯酸酯型是其中應用*為廣泛的方法，可以利用丙烯酸類(lèi)的單體或者聚合物和環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生接枝共聚，生成具有酸性基團的環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂，然后用堿中和。環(huán)氧樹(shù)脂和異氰酸酯預聚物反應之后可以得到含有氨基、羧基、羥基的環(huán)氧異氰酸酯樹(shù)脂。
在合成環(huán)氧丙烯酸乳液的過(guò)程中，單體的選擇十分重要，可以選擇不同的單體組合來(lái)滿(mǎn)足漆膜特性的要求。在合成水性環(huán)氧丙烯酸乳液之前，首先應當合成水性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂。其原材料主要有工業(yè)級的丙烯酸、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、二甲基乙醇胺、丁醇、乙二醇醚類(lèi)溶劑、環(huán)氧樹(shù)脂、過(guò)氧化苯甲酰。在安裝有溫度計、回流冷凝器以及攪拌器的四口燒瓶中加入環(huán)氧樹(shù)脂和丁醇等，加熱到110℃，均勻攪拌的狀態(tài)下加入有過(guò)氧化苯甲酰的混合單體，加入完成之后，保溫至轉化率大于98%。然后加入乙二醇醚類(lèi)溶劑、二甲基乙醇胺，此時(shí)環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂的pH值達到7~7.5，然后用水稀釋達到其固含量的50%±2%，然后得到淡黃色透明粘稠狀的水性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂。水性環(huán)氧丙烯酸涂漆的配料如下表所示：制作工藝，將水性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂、專(zhuān)用稀釋劑、分散劑投放到調漆缸中，攪拌均勻后加入顏填料，分散均勻之后用砂磨機研磨，其細度達到≤30μm，然后再加入水性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂、水性氨基樹(shù)脂、稀釋劑攪拌均勻之后，過(guò)濾即得到成品。在合成環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂的過(guò)程中，其關(guān)鍵是單體的選擇，可以選擇不同的單體組合來(lái)滿(mǎn)足涂料漆膜的使用要求。共聚物的玻璃化溫度對于合成成功與否具有密切的關(guān)系，在共聚物轉化的過(guò)程中，其許多物理性能都發(fā)生了劇烈的變化?？梢愿鶕扑愠龅墓簿畚锏牟ＡЩ瘻囟葋?lái)調整環(huán)氧樹(shù)脂的硬度，并且加入羧基和羥基使其達到水溶性和交聯(lián)官能團。在合成水溶性樹(shù)脂的方法中，可以用有機胺中和環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂上的羧基使其表現出水溶性。有機胺具有一定的揮發(fā)性，在涂料加工的過(guò)程中釋放出醇基，它能夠和涂料中的氨基樹(shù)脂發(fā)生反應，從而形成具有良好性能的交聯(lián)涂膜。胺的選擇不同，對于涂料的性能、粘度、涂膜固化以及貯存時(shí)的穩定性等都具有重要的影響。二甲基乙醇胺用量比較少，在使用之后涂膜的表面不容易形成缺陷，所以可以選擇二甲基乙醇胺來(lái)作為中和劑來(lái)提高環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂的水溶性，還要調節涂料的粘度和涂膜的流平性?？梢酝ㄟ^(guò)加入少量的醇和醇醚類(lèi)親水性助溶劑的方法，在本方法中選擇使用丁醇、乙二醇醚類(lèi)溶劑來(lái)作為助溶劑。助溶劑和水按照一定的比例混合使用，得到的涂料在施工的過(guò)程中粘度合適、固體分高，而且涂膜的外觀(guān)和流平性比較好。由于乙二醇醚類(lèi)溶劑對人體的健康具有危害性，在實(shí)際生產(chǎn)中可以用丙二醇醚類(lèi)溶劑來(lái)替代。環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂和水性氨基樹(shù)脂能夠交聯(lián)成膜，*終成為不溶不熔的涂膜，氨基樹(shù)脂的用量對涂膜的物理性能如硬度、耐沖擊性附著(zhù)力等具有重要的影響。水性涂料用水來(lái)作為溶劑，而且大部分樹(shù)脂都表現出弱堿性，水性涂料在顏料的使用上和傳統的溶劑型涂料的使用存在比較大的不同。對于水性涂料來(lái)說(shuō)，其顏料要滿(mǎn)足在水中不發(fā)脹、耐高溫以及遇水不返粗，其酸堿度接近中性等。如果pH太高，容易造成樹(shù)脂皂化;如果pH值太低，容易導致樹(shù)脂分層。
對于涂料的性能來(lái)說(shuō)，其質(zhì)量的好壞和成膜的底料具有密切的關(guān)系，成膜物質(zhì)決定了涂層的理化性能。合成工藝對于乳液的水分散穩定性具有重要的影響，為了得到良好的實(shí)驗效果，要選擇使用合適的原料合成工藝，從而得到性能優(yōu)異的涂膜。在合成的過(guò)程中聚合穩定對于聚合穩定性和產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要的影響，溫度是其中關(guān)鍵的因素。如果反應的溫度過(guò)高，就容易導致引發(fā)劑的分解速度加快。在環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸單體的共聚反應中，存在著(zhù)羧基單體之間的共聚反應和羧基單體和環(huán)氧樹(shù)脂的共聚反應。如果反應溫度不同，那么反應的程度也不一樣，反應程度高的，環(huán)氧樹(shù)脂上的羧基單體就比較多，導致其水溶性也比較好;如果其接枝上的羧基數量比較少，那么環(huán)氧樹(shù)脂的穩定性和水溶性也就比較低。當溫度比較低的時(shí)候，反應的轉化率比較低，這主要是由于引發(fā)劑在達到分解溫度的時(shí)候產(chǎn)生自由基，而自由基在反應的過(guò)程中需要一定的能量。
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