水性环氧丙烯酸烤漆的研制

    章奕  庄祺钦  匡文君  姚唯亮

    （上海市涂料研究所200062）   

    摘要：以自制自乳化水性环氧丙烯酸乳液制备了水性环氧丙烯酸氨基烤漆，该涂料具有硬度高、柔韧性好、附着力强、机械强度高、耐化学品性好等特点，能与溶剂型产品相媲美。

    关键词：环氧树脂；水性环氧丙烯酸乳液；烤漆；水性涂料

    0引言

    传统溶剂型涂料在生产和使用过程中所释放的有机挥发性物质（VOC）产生的污染，目前被排在汽车之后，列为城市主要污染源。随着科技进步和经济的高速发展，资源和能源的匮乏已引起世界各国的重视，节资节能，保护环境，是世界涂料界面临的主要问题。作为溶剂型涂料替代品之一的水性涂料，已受到世界各国的重视。

    可作水性涂料基料的树脂包括醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯和聚酯树脂等。其中丙烯酸改性环氧树脂的应用前景非常广泛，特别适用于水溶性涂料。它既具有环氧树脂的高模量、高强度、耐化学品性、优良的防腐性，又兼有丙烯酸树脂的光泽、丰满度、耐候性好等特点，以其为基料制备的涂料具备优良的使用性能。

    本文采用二步法自制环氧丙烯酸乳液，其制备工艺比较简单，性能稳定；然后以自制的水性丙烯酸改性环氧树脂为主体树脂，选用水性氨基树脂作为交联剂，研制了水性环氧丙烯酸氨基烘烤漆，该漆的特点是：漆膜硬而坚韧，光泽度高，对金属基材附着力强，机械强度高，耐水、耐化学品和耐腐蚀性好，稳定性好，性能堪比溶剂型产品。

    1合成部分

    1.1主要原料

    1009环氧树脂，工业级；1001环氧树脂，工业级；甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业级；丙二醇丁醚（PnB），工业级；苯乙烯（St），工业级；丙烯酸（AA），工业级；磷酸（H3PO4），分析纯；过氧化苯甲酰（BPO），化学纯；正丁醇，化学纯；N-N二甲基乙醇胺，化学纯。

    1.2主要设备及仪器

    500mL四口烧瓶，电动搅拌器，回流冷凝管，电热煲，温度计，分液漏斗等。

    1.3工艺步骤

    1.3.1自乳化改性环氧树脂的接枝共聚反应

    将1009环氧树脂、1001环氧树脂和丙二醇丁醚按一定比例放入装有温度计、回流冷凝管及搅拌装置的500mL四口烧瓶中，搅拌升温至熔化，加入一定比例的磷酸，在100℃下保温4~5h，使磷酸与相应的环氧基团反应完全。随后缓慢滴入一定比例的正丁醇、甲基丙烯酸甲酯、过氧化苯甲酰、苯乙烯、丙烯酸的混合溶液，滴加完后保温1h。继续升温至110℃，补加引发剂过氧化苯甲酰和丙二醇丁醚的混合溶液。在110℃保温2h。降温至80℃，加入N-N二甲基乙醇胺，调节其pH值，即可得到微黄色半透明的自乳化环氧丙烯酸树脂。

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