成膜物是組成環(huán)氧漆的基礎(chǔ)
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成膜物是組成環(huán)氧漆的基礎(chǔ)，現(xiàn)代用作環(huán)氧地坪漆成膜物質(zhì)的化合物品種不斷發(fā)展，越來越多。具有粘接環(huán)氧地坪漆中其它組分并形成涂膜的功能，它對環(huán)氧地坪漆和涂膜的性質(zhì)起決定性作用。
按其本身結(jié)構(gòu)與所形成涂膜的結(jié)構(gòu)比較來劃分，現(xiàn)代環(huán)氧地坪漆成膜物質(zhì)可分為兩大類：一類是非轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)，如硝基纖維素、熱塑性樹脂等，它們在環(huán)氧地坪漆成膜過程中組成結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，即成膜物質(zhì)與涂膜的組成結(jié)構(gòu)相同;另一類是轉(zhuǎn)化型成膜物質(zhì)，如醇酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等，它們在成膜過程中組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即成膜物質(zhì)形成與其原來組成結(jié)構(gòu)完全不相同的涂膜。
企業(yè)在調(diào)色配方設(shè)計(jì)前，要先根據(jù)客戶對涂膜性能、環(huán)氧地坪漆施工方式、涂膜干燥方式、安全衛(wèi)生和價格諸方面的要求綜合衡量，通過試驗(yàn)篩選合適的成膜物質(zhì)。而按成膜物質(zhì)的干燥方式可分為：氧化聚合成膜(即空氣自干型)、烘烤聚合成膜、雙組分反應(yīng)交聯(lián)成膜，揮發(fā)成膜及電子束固化成膜等不同類型。隨著環(huán)保法規(guī)的強(qiáng)化，溶劑型涂料受到限制，從而促使涂料向高固體分涂料、水性涂料等環(huán)保型涂料的方向發(fā)展，尤其以水作溶劑的水性涂料具有節(jié)省資源、低VOC排放量等優(yōu)點(diǎn)而獲得迅速發(fā)展。本文研制的水性環(huán)氧丙烯酸浸涂漆不僅保留了溶劑型涂料的優(yōu)點(diǎn)，而且使形狀復(fù)雜工件的涂裝簡單化，主要用于汽車底盤的涂裝。經(jīng)過三年多的使用，該浸涂漆完全能滿足各項(xiàng)性能的要求。
1實(shí)驗(yàn)部分1.1水性環(huán)氧丙烯酸樹脂的制備原材料丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯、苯乙烯、環(huán)氧樹脂、二甲基乙醇胺、丁醇、過氧化苯甲酰、乙二醇醚類溶劑，均為工業(yè)級。
制備工藝在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器的四口燒瓶中加入丁醇和環(huán)氧樹脂，升溫到110℃，勻速攪拌下滴加溶有過氧化苯甲酰的混合單體，在1.5～2h內(nèi)滴完;滴加完畢后，保溫至轉(zhuǎn)化率大于98%，加入乙二醇醚類溶劑，然后加入二甲基乙醇胺進(jìn)行中和，至所得的環(huán)氧丙烯酸樹脂pH值7～7.5，并用一定量去離了水稀釋至固含量為50%±2%，出料，制得淡黃色透明粘稠狀水性環(huán)氧丙烯酸樹脂。
1.2水性環(huán)氧氟碳漆的配制水性環(huán)氧丙烯酸浸涂漆配方見表1。
表1水性環(huán)氧丙烯酸浸涂漆配方原料名稱 規(guī)格 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%水性環(huán)氧丙烯酸樹脂 自制，50%±2% 40～60水性氨基樹脂 國產(chǎn)，75%±2% 5～12色素炭黑 國產(chǎn)，工業(yè)品 2～3滑石粉 國產(chǎn)，工業(yè)品 3～10高嶺土 國產(chǎn)，工業(yè)品 5～10多聚磷酸鋁 國產(chǎn)，工業(yè)品 4～8分散劑 進(jìn)口 適量消泡劑 進(jìn)口適量專用稀釋劑 自制15～25生產(chǎn)工藝：將部分水性環(huán)拉丙烯酸樹脂、專用稀釋劑和全部分散劑投入調(diào)漆缸中，攪拌均勻后，加入各種顏填料，分散均勻后，用砂磨機(jī)研磨至細(xì)節(jié)≤30μm，補(bǔ)足剩余的水性環(huán)氧丙烯酸樹脂、消泡劑、水性氨基樹脂、稀釋劑，攪拌均勻，過濾，包裝。
1.3水性環(huán)氧丙烯酸浸涂漆性能指標(biāo)研制的水性環(huán)氧丙烯酸浸涂漆的性能指標(biāo)見表2
表2 水性環(huán)氧丙烯酸浸涂漆的性能指標(biāo)檢驗(yàn)項(xiàng)目 指標(biāo) 檢測方法漆膜外觀 黑色，平整光滑 目測粘度(涂-4杯)/s 150～細(xì)度干燥時間(150℃)
柔韌性耐沖擊性附著力/級硬度耐水性(168h) 無變化耐120號汽油性(72h) 無變化耐鹽水性(3% NaCl,48h) 不起泡2結(jié)果與討論2.1單體的選擇環(huán)氧丙烯酸樹脂配方的關(guān)鍵是選用單體，通過不同單體的組合來滿足漆膜特性的技術(shù)要求。共聚物的玻璃化溫度(Tg)很重要，共聚物發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變時，許多物理性能，特別是力學(xué)性能隨之發(fā)生急劇的變化。根據(jù)公式推算出共聚物的Tg，調(diào)整樹脂的硬度，并引入羥基和羧基達(dá)到水溶性和交聯(lián)官能團(tuán)。所用單體的物理性能及主要作用見表3。
表3 所用單體的物理性能及主要作用單體名稱 分子量 沸點(diǎn)/℃ 均聚物Tg/℃ 作用丙烯酸 72.06 142 106 提供水溶性及交聯(lián)點(diǎn)丙烯酸丁酯128.17 147 -54 提供柔韌性苯乙烯 104.14 145.2 100 提供硬度甲基丙烯酸甲酯 100.12 101 105 提供硬度丙烯酸羥丙酯130.08 77 73 提供交聯(lián)點(diǎn)選擇上面幾種單體的不同配比制備樹脂，隨著共聚物Tg的下降，漆膜的柔韌性好，起泡傾向減小。
2.2中和劑的選擇制備所用的水溶性樹脂的方法之一，是用有機(jī)胺來中和環(huán)氧丙烯酸樹脂上的羧基成鹽，從而獲得水溶性。有機(jī)胺具有揮發(fā)性，在涂料加熱成膜時，由于有機(jī)胺的揮發(fā)而釋放出—COOH，與涂料中的氨基樹脂反應(yīng)，形成性能優(yōu)良的交聯(lián)涂膜。胺的選用影響涂料的粘度、貯存穩(wěn)定性，以及涂膜固化及其性能等。水性漆膜烘烤起泡和表面起皺，胺是影響因素之一。三乙胺堿性強(qiáng)，反應(yīng)向成鹽方向進(jìn)行，其用量少，沸點(diǎn)低，它一到達(dá)表面后就馬上揮發(fā)成膜，涂膜表面干燥，但內(nèi)部還沒有干透，引起表面缺陷。而二甲基乙醇胺剛好與之相反，故本實(shí)驗(yàn)選用二甲基乙醇胺作為中和劑。
2.3助溶劑的選擇為了提高樹脂的水溶性，調(diào)節(jié)興料的粘度和涂膜的流平性，必須加入少量親水性助溶劑，如低級的醇和醇醚類溶劑。本配方選擇乙二醇醚類、丁醇為助溶劑，與水按一定比例混合使用，所得涂料的施工固體分高，粘度適中，涂膜外觀、流平性佳。乙二醇醚類溶劑對人體傷害大，可用丙二醇醚類溶劑代替。
2.4水性氨基樹脂固化劑用量的選擇選擇水性氨基樹脂與環(huán)氧丙烯酸樹脂交聯(lián)成膜，使之成為不熔不溶的涂膜。氨基樹脂的用量對涂膜的物理性能，如耐沖擊性、柔韌性、硬度、附著力等有影響。不同用量的氨基樹脂對涂膜性能的影響見
環(huán)氧丙烯酸樹脂與氨基樹脂配比的影響環(huán)氧丙烯酸樹脂/氨基樹脂 硬度 耐沖擊性/cm 柔韌性/mm 附著力/級由表4可見，環(huán)氧丙烯酸樹脂與氨基樹脂配比為6～8：1時，涂膜的綜合性能較好。
2.5顏料的選擇水性涂料以水作溶劑，多數(shù)樹脂呈弱堿性，所以水性涂料用的顏料與溶劑型涂料用的顏料有所不同。水性涂料要求顏料能夠耐高溫，顏料在水中不發(fā)脹，顏料色漿同水不返粗，顏料pH值接近中性。pH值太高，容易引起樹脂皂化;pH太低，呈酸性，則導(dǎo)致樹脂絮凝分層。本實(shí)驗(yàn)中所用的顏填料符合此要求。
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