成膜物是組成環氧漆的基礎
導讀：成膜物是組成環氧漆的基礎，現代用作環氧地坪漆成膜物質的化合物品種不斷發展，越來越多。具有粘接環氧地坪···
成膜物是組成環氧漆的基礎，現代用作環氧地坪漆成膜物質的化合物品種不斷發展，越來越多。具有粘接環氧地坪漆中其它組分并形成涂膜的功能，它對環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，它們在環氧地坪漆成膜過程中組成結構不發生變化，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、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等，它們在成膜過程中組成結構發生變化，即成膜物質形成與其原來組成結構完全不相同的涂膜。
企業在調色配方設計前，要先根據客戶對涂膜性能、環氧地坪漆施工方式、涂膜干燥方式、安全衛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，揮發成膜及電子束固化成膜等不同類型。隨著環保法規的強化，溶劑型涂料受到限制，從而促使涂料向高固體分涂料、水性涂料等環保型涂料的方向發展，尤其以水作溶劑的水性涂料具有節省資源、低VOC排放量等優點而獲得迅速發展。本文研制的水性環氧丙烯酸浸涂漆不僅保留了溶劑型涂料的優點，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氧丙烯酸樹脂。
1.2水性環氧氟碳漆的配制水性環氧丙烯酸浸涂漆配方見表1。
表1水性環氧丙烯酸浸涂漆配方原料名稱 規格 質量分數/%水性環氧丙烯酸樹脂 自制，50%±2% 40～60水性氨基樹脂 國產，75%±2% 5～12色素炭黑 國產，工業品 2～3滑石粉 國產，工業品 3～10高嶺土 國產，工業品 5～10多聚磷酸鋁 國產，工業品 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≤30μm，補足剩余的水性環氧丙烯酸樹脂、消泡劑、水性氨基樹脂、稀釋劑，攪拌均勻，過濾，包裝。
1.3水性環氧丙烯酸浸涂漆性能指標研制的水性環氧丙烯酸浸涂漆的性能指標見表2
表2 水性環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，共聚物發生玻璃化轉變時，許多物理性能，特別是力學性能隨之發生急劇的變化。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。有機胺具有揮發性，在涂料加熱成膜時，由于有機胺的揮發而釋放出—COOH，與涂料中的氨基樹脂反應，形成性能優良的交聯涂膜。胺的選用影響涂料的粘度、貯存穩定性，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
環氧丙烯酸樹脂與氨基樹脂配比的影響環氧丙烯酸樹脂/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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