環(huán)氧改性水性樹脂的合成與性能研究.pdf

1、水性涂料因具有無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)而成為環(huán)保型涂料中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的涂料產(chǎn)品。作為水性涂料的基料，水性聚氨酯涂膜具有良好的耐磨性、柔韌性、耐低溫性和抗疲勞性，然而未改性的水性聚氨酯是一種不含側(cè)鏈的線型大分子，且富含親水基團(tuán)，因此，涂膜的硬度低、耐熱性、耐水性較差。本文利用環(huán)氧樹脂具有機(jī)械強(qiáng)度高、粘附力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，通過(guò)共聚交聯(lián)合成環(huán)氧-聚氨酯(EPU)乳液，以提高涂膜的力學(xué)性能和耐水性。在此基礎(chǔ)上引入有機(jī)硅對(duì)EPU乳液

2、進(jìn)一步改性，結(jié)合有機(jī)硅表面張力低、耐水耐熱性好的特性，制備有機(jī)硅改性環(huán)氧-聚氨酯(Si-EPU)乳液，從而使聚氨酯涂膜性能得到更好的優(yōu)化。丙烯酸乳液是良好的親水涂料，但涂膜的親水性優(yōu)良而耐水性差是其固有的矛盾，通過(guò)環(huán)氧樹脂改性以提高其交聯(lián)度可有效的提高涂膜的耐水能力，同時(shí)賦予涂膜更優(yōu)良的綜合性能。通過(guò)乳液合成及其性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究，得出以下結(jié)論： 1.用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯醇(PPG)、二羥甲基丙酸(DMP

3、A)、環(huán)氧樹脂(EP)為主要原料，采用預(yù)聚體分散法合成環(huán)氧-聚氨酯乳液。討論了體系中NCO/OH比值、EP添加量、DMPA用量、中和度等因素對(duì)乳液及涂膜性能的影響，運(yùn)用紅外光譜儀和差示掃描量熱儀對(duì)涂膜進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)體系的NCO/OH比值在1.6～1.8，加入6～8％的EP，DMPA用量在6～8％，控制乳液中和度在90～100％，可制得半透明的穩(wěn)定的藍(lán)光乳液，紅外光譜圖分析證明EP改性使聚合物硬段區(qū)交聯(lián)密度提高，涂膜的硬度和拉

4、伸強(qiáng)度增強(qiáng)，吸水率降低。 2.在環(huán)氧-聚氨酯乳液合成的基礎(chǔ)上，用4％的環(huán)氧樹脂和3％的氨基硅烷復(fù)合改性合成了有機(jī)硅改性環(huán)氧-聚氨酯乳液。氨基硅烷在預(yù)聚之后分散之前加入體系參與共聚，所得乳液外觀呈黃白色，相對(duì)于其它的改性方式和加料方式乳液具有較好的穩(wěn)定性。用紅外光譜儀、接觸角測(cè)定儀、熱重分析儀對(duì)涂膜的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了檢測(cè)，并用偏光顯微鏡觀察了涂膜的表面形貌，結(jié)果表明：聚合物中因Si-O鍵的引入，涂膜表面憎水性增強(qiáng)、耐水性和耐熱性提

5、高、涂膜表面因Si-O鏈向表面遷移而呈現(xiàn)出凹凸不平的微觀形貌。 3.本文對(duì)環(huán)氧改性丙烯酸系親水涂料的的制備和性能進(jìn)行了研究。采用水溶液聚合法，以丙烯酸(AA)、丙烯酸羥丙酯(HPA)作為親水單體，控制親水單體用量在20～25％，AA/HPA=1.5，在引發(fā)劑作用下合成出預(yù)聚物，用NaOH溶液調(diào)整pH=8，在此基礎(chǔ)上加入交聯(lián)劑、環(huán)氧樹脂及其它助劑，用去離子水調(diào)整至適當(dāng)粘度制得親水涂料。將涂料涂覆于鋁試片表面，烘烤后形成3～4um厚