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環(huán)氧酯改性水性丙烯酸樹脂的制備及漆膜性能分析（一）
為了提高丙烯酸樹脂的耐水性、附著力以及耐溶劑性,以桐油酸和環(huán)氧樹脂E-44為原料制備環(huán)氧酯,采用溶液聚合和自乳化工藝合成了環(huán)氧酯改性水性丙烯酸樹脂,并引人氰特CY325氨基樹脂制備雙組分環(huán)氧酯改性水性丙烯酸樹脂漆膜。利用FT-IR、HNMR、粒徑測試等對環(huán)氧酯單體、環(huán)氧酯改性水性丙烯酸樹脂的結(jié)構(gòu)和性能進行表征和分析,并測試了單組分和雙組分環(huán)氧酯改性水性丙烯酸樹脂漆膜的硬度、光澤、吸水率、水接觸角、耐溶劑性等性能。結(jié)果表明:當環(huán)氧酯用量為35%時,單/雙組分漆膜綜合性能達到**,雙組分漆膜光澤(60°)達102.3,耐溶劑擦拭次數(shù)為500次,耐水性可達480h,附著力為0級,鉛筆硬度為4H,耐沖擊性為50cm。
丙烯酸樹脂具有良好的隔熱性和耐候性,廣泛應(yīng)用于水性涂料中。但是傳統(tǒng)丙烯酸樹脂存在耐污性、耐水性、耐溶劑性差等缺點。為了改善這些缺陷,通常使用功能單體共聚或不同種類樹脂復(fù)合使用等方式對水性丙烯酸樹脂進行改性。王明品等以桐油酸、亞麻油酸與環(huán)氧樹脂E-20為原料制備了環(huán)氧酯樹脂,并將其與丙烯酸類單體接枝共聚制備水性涂料,漆膜表干<40min,實干<24h,耐水性可達240h。Hu等"將二氧化鈦納米顆粒分散在水性環(huán)氧改性桐油樹脂中,合成了功能化Ti0,/聚合物防污(AF)涂層,其中二氧化鈦納米顆粒可賦予AF涂層更好的防污性能。Zhang等"以甲基丙烯酸改性合成了含有末端C-C雙鍵的環(huán)氧樹脂,并部分保留了環(huán)氧基團,制備了水性環(huán)氧-苯乙烯-丙烯酸酯復(fù)合乳膠,提高了漆膜的耐腐蝕性。周文濤等"制備出水溶性丙烯酸環(huán)氧樹脂乳液,與氨基樹脂復(fù)配,制備了金屬用底面合一的水性雙組分烤漆,漆膜硬度高、耐損傷性強。沈文軍等"用乳膠膠束的包裹作用,使雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯與丙烯酸酯單體混合物反應(yīng)得到環(huán)氧改性丙烯酸樹脂,提升了漆膜的力學性能、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性。王璐等中用多種油酸和E-12-20為原料合成了環(huán)氧酯樹脂,制備出具有多重交聯(lián)方式的水性環(huán)氧酯改性丙烯酸樹脂,漆膜的耐沖擊性達50cm,鉛筆硬度為2H,耐水性和耐鹽霧性均可達到240h。
環(huán)氧樹脂黏合強度高,能牢固地黏合在金屬、陶瓷、玻璃和木材等基材表面,且環(huán)氧樹脂中含有大量苯環(huán)和甲基,可提高樹脂的疏水性以及耐溶劑性，但大量的苯環(huán)結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致環(huán)氧樹脂存在脆性大這一缺陷,可采用酯化的方式在環(huán)氧樹脂主鏈上接枝長鏈結(jié)構(gòu)物質(zhì),改善這一缺陷。利用可再生植物油酸和環(huán)氧樹脂制備環(huán)氧酯樹脂,并接枝丙烯酸樹脂制備環(huán)氧改性丙烯酸樹脂的研究已經(jīng)較為深入,但并未對單/雙組分漆膜性能進行詳細對比分析,特別是漆膜在耐水性、耐溶劑擦拭性方面仍有很大的提升空間。本研究用桐油酸對環(huán)氧樹脂中的部分環(huán)氧基團酯化,制備環(huán)氧酯樹脂,引入的桐油酸結(jié)構(gòu)中的不飽和鍵在常溫下即可實現(xiàn)固化,保留部分環(huán)氧酯基團。然后采用溶液聚合和自乳化工藝制備了環(huán)氧酯改性水性丙烯酸樹脂,探討了環(huán)氧酯添加量對環(huán)氧酯改性水性丙烯酸樹脂粒徑、相對分子質(zhì)量、穩(wěn)定性和流變性的影響,進一步用該樹脂分別制備單/雙組分漆膜進行性能對比。
（未完待續(xù)）
來源：陜西科技大學化學與化工學院、西陜西省輕化工助劑重點實驗室、涂料工業(yè)，邁愛德編輯整理
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