水性耐磨環(huán)氧涂料的研究.pdf

1、水性涂料由于價(jià)廉、環(huán)保，是未來涂料發(fā)展的趨勢(shì)。其中水性環(huán)氧樹脂涂料由于其優(yōu)良的特性，是發(fā)展最快的水性涂料品種之一。開發(fā)水性耐磨涂料來替代油性耐磨涂料具有廣闊的市場(chǎng)。獲得穩(wěn)定性優(yōu)良的環(huán)氧樹脂水乳化體系是制備水性耐磨涂料的難點(diǎn)，而環(huán)氧樹脂的水乳化是制造水性環(huán)氧耐磨涂料的關(guān)鍵技術(shù)。已有的研究表明：相反轉(zhuǎn)乳化法是制備高分子水基體系的有效方法。本論文采用相反轉(zhuǎn)乳化法制備環(huán)氧樹脂水基乳狀液，并以此為基礎(chǔ)制備了水性耐磨涂料，初步研究環(huán)氧樹脂相反轉(zhuǎn)的機(jī)

2、理，并對(duì)它的流變性進(jìn)行了表征。論文主要內(nèi)容如下： 根據(jù)乳化劑的結(jié)構(gòu)相似性原理，利用環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基與聚乙二醇的端羥基之間的加成反應(yīng)，合成出了一種分子結(jié)構(gòu)中親油端與被乳化的環(huán)氧樹脂基團(tuán)完全相同的新型反應(yīng)型乳化劑，并優(yōu)化了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量等反應(yīng)條件，實(shí)驗(yàn)表明最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度90℃，催化劑的量為4％，反應(yīng)時(shí)間為40min，最后得到淡白色片狀固體產(chǎn)物。用紅外光譜對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)環(huán)氧基的吸收峰已基本消失。

3、 通過L9(43)正交試驗(yàn)，在乳化過程中以乳狀液的穩(wěn)定性為指標(biāo)，深入的研究了環(huán)氧樹脂相反轉(zhuǎn)乳化條件并對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化。最佳轉(zhuǎn)換條件為：乳化溫度70℃，攪拌速度600rpm，乳化劑濃度10％，加水速度2.5％/min，采用透射電鏡(TEM)對(duì)產(chǎn)物的粒徑進(jìn)行了表征，所得環(huán)氧樹脂乳液的平均粒徑為：180nm，穩(wěn)定性研究表明，乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定期大于9個(gè)月。 本課題所合成的自乳化型固化劑的具體合成過程如下：環(huán)氧樹脂與二乙烯三胺加成，加

4、成后用丁基縮水甘油醚封端，用冰醋酸中和成鹽，得到固化性能優(yōu)良的水性環(huán)氧樹脂固化劑，實(shí)驗(yàn)中研究了環(huán)氧-多胺加成物的合成時(shí)間和溫度、封端反應(yīng)時(shí)間和溫度、成鹽反應(yīng)時(shí)間和溫度以及成鹽度等反應(yīng)條件。確定最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度90℃、2小時(shí)，封端反應(yīng)60℃、1小時(shí)，成鹽反應(yīng)50℃、1小時(shí)，成鹽度為20％。所合成的自乳化型固化劑具有優(yōu)異的乳化性能和固化性能，克服了普通水性環(huán)氧樹脂體系涂膜硬度過高，抗沖擊性和柔韌性較差等弊端。 利用水性環(huán)氧樹

5、脂為成膜物質(zhì)，加入耐磨減磨填料對(duì)其進(jìn)行物理改性，采用NDZ-311W螯合型鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)填料進(jìn)行偶聯(lián)，通過L9(43)正交試驗(yàn)和極差分析得出最佳配方。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)水性環(huán)氧樹脂的用量為10g、自乳化固化劑的用量為8.5g、鈦白粉的用量為0.5g、氧化鐵的用量為0.8g、聚四氟乙烯的用量為0.3g時(shí)，涂層綜合性能最佳。最優(yōu)配方對(duì)應(yīng)的性能指標(biāo)為：附著力1級(jí)；硬度4H；耐磨性用漆膜耗儀JM-Ⅳ轉(zhuǎn)3000圈磨耗量為0.013g；表干時(shí)間為5小