成膜物是組成環(huán)氧漆的基礎
導讀：成膜物是組成環(huán)氧漆的基礎，現代用作環(huán)氧地坪漆成膜物質的化合物品種不斷發(fā)展，越來越多。具有粘接環(huán)氧地坪···
成膜物是組成環(huán)氧漆的基礎，現代用作環(huán)氧地坪漆成膜物質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起決定性作用。
按其本身結構與所形成涂膜的結構比較來劃分，現代環(huán)氧地坪漆成膜物質可分為兩大類：一類是非轉化型成膜物質，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構不發(fā)生變化，即成膜物質與涂膜的組成結構相同;另一類是轉化型成膜物質，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構發(fā)生變化，即成膜物質形成與其原來組成結構完全不相同的涂膜。
企業(yè)在調色配方設計前，要先根據客戶對涂膜性能、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，通過試驗篩選合適的成膜物質。而按成膜物質的干燥方式可分為：氧化聚合成膜(即空氣自干型)、烘烤聚合成膜、雙組分反應交聯成膜，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，而且使形狀復雜工件的涂裝簡單化，主要用于汽車底盤的涂裝。經過三年多的使用，該浸涂漆完全能滿足各項性能的要求。
1實驗部分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、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內滴完;滴加完畢后，保溫至轉化率大于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 質量分數/%水性環(huán)氧丙烯酸樹脂 自制，50%±2% 40～60水性氨基樹脂 國產，75%±2% 5～12色素炭黑 國產，工業(yè)品 2～3滑石粉 國產，工業(yè)品 3～10高嶺土 國產，工業(yè)品 5～10多聚磷酸鋁 國產，工業(yè)品 4～8分散劑 進口 適量消泡劑 進口適量專用稀釋劑 自制15～25生產工藝：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漆缸中，攪拌均勻后，加入各種顏填料，分散均勻后，用砂磨機研磨至細節(jié)≤30μm，補足剩余的水性環(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研制的水性環(huán)氧丙烯酸浸涂漆的性能指標見表2
表2 水性環(huán)氧丙烯酸浸涂漆的性能指標檢驗項目 指標 檢測方法漆膜外觀 黑色，平整光滑 目測粘度(涂-4杯)/s 150～細度干燥時間(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結果與討論2.1單體的選擇環(huán)氧丙烯酸樹脂配方的關鍵是選用單體，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)生玻璃化轉變時，許多物理性能，特別是力學性能隨之發(fā)生急劇的變化。根據公式推算出共聚物的Tg，調整樹脂的硬度，并引入羥基和羧基達到水溶性和交聯官能團。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/℃ 均聚物Tg/℃ 作用丙烯酸 72.06 142 106 提供水溶性及交聯點丙烯酸丁酯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 提供交聯點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。有機胺具有揮發(fā)性，在涂料加熱成膜時，由于有機胺的揮發(fā)而釋放出—COOH，與涂料中的氨基樹脂反應，形成性能優(yōu)良的交聯涂膜。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，反應向成鹽方向進行，其用量少，沸點低，它一到達表面后就馬上揮發(fā)成膜，涂膜表面干燥，但內部還沒有干透，引起表面缺陷。而二甲基乙醇胺剛好與之相反，故本實驗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，則導致樹脂絮凝分層。本實驗中所用的顏填料符合此要求。
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