水性丙烯酸改性环氧酯陆腐漆的研制

0 引言
环氧防腐涂料是目前世界上用量最多且最为重要的防腐涂料之一, 而醋化型环氧涂料是我国目前环氧涂料中生产量最大的一种, 环氧树脂具有极佳的附着力, 优异的耐化学品性、机械性能、电绝缘性能等; 而丙烯酸树脂有着优良的保光保色性及耐紫外线性, 将丙烯酸引人环氧分子中合成水溶性丙烯酸改性环氧树脂, 制成的水性底面合一防腐涂料兼具两种树脂的优点, 可广泛用于汽车底盘、
拖拉机、零部件防腐或其它设备打底及工程防腐领域, 而且其为单组分, 贮存稳定性好, 既可常温自干, 也可烘干, 施工方便, 以水作溶剂, 对环境污染小, 是一种具有广阔市场前景的涂料。

1.实验部分
1..1 原料
环氧醋预聚物: 自制; 甲基丙烯酸甲醋: 工业品, 国产; 苯乙烯: 工业品, 国产; 丙烯酸丁醋:工业品, 国产; 丙烯酸, 工业品, 国产; 甲基丙烯酸经乙酷: 工业品, 国产; 消泡剂、分散剂: 迪高公司; 炭黑: 工业品, 国产; 三乙胺: 工业品。

1 .2 水性丙烯酸环氧树脂的合成
将预聚物和有机溶剂按配方量加人装有搅拌器、温度计、氮气导管及回流冷凝器的四口烧瓶中,通入氮气缓慢升温至1 20 ℃ , 将配方量的链转移剂和引发剂的80% 溶解于混合单体(甲基丙烯酸甲醋、苯乙烯、丙烯酸丁醋、甲基丙烯酸经乙醋、丙烯酸) 中, 控制滴加速度匀速滴完后, 保温0. 5 h , 补加余下的引发剂, 至转化率达95 % 以上时滴加适量二甲基乙醇胺, 中和反应0. 5 h至p H 为7一8 .0 , 并加适量去离子水(调整固体分至50 % ), 搅拌均匀,制得水溶性丙烯酸环氧树脂溶液。

1 .3 水性丙烯酸环权酸防腐漆的制备
水性丙烯酸环氧醋防腐漆配方见表1。

将表1 中的水性树脂、三乙胺(部分)、分散剂、润湿剂、消泡剂、炭黑、磷酸锌、银黄、硫酸钡、缓蚀剂等按配方量搅拌均匀后用砂磨机研磨至细度不大于50 um, 制得颜料浆, 在搅拌状态下, 依次加人余下的三乙胺、流平剂、催干剂、增稠剂, 搅匀,过滤, 包装。

2 结果与讨论
2. 1 漆膜性能测试
水性丙烯酸改性环氧醋防腐漆的性能检测结果见表2。

由表2 可见: 水性丙烯酸改性环氧醋防腐漆能满足一般防腐性能的需要, 环氧醋成本较低, 与其它树脂混溶性较好, 如与氨基树脂或酚醛树脂并用, 可制成不同的烘干型漆。因环氧醋中含有醋基,故其耐碱性不好, 但比醇酸树脂漆耐碱性好些。

2. 2 树脂的影响
由于环氧树脂有很强的憎水性, 如果将其直接引入到丙烯酸分子链中, 制得的改性树脂为乳液状态, 制成涂料后, 贮存稳定性、稀释稳定性及涂膜光泽等性能有所下降, 因此先在环氧树脂分子链中引人亲水性基团, 制成环氧醋预聚物, 然后与丙烯酸单体在引发剂作用下经自由基聚合反应制得稳定性优良的树脂, 用该树脂配制的防腐涂料的贮存稳定性可达一年。

2. 3 颜料和填料的选择
磷酸锌作为防锈颜料有很好的稳定性、耐水性和防蚀性, 易调色, 无毒性并有阻燃效果, 其化学成分为Z n 3 (PO 4 )·(2 一4 )H2 0 , 可水解生成氢氧化锌及磷酸根离子, 这些水解产物形成络合物, 可使金属底材表面磷化, 形成在阳极范围内特别有效的保护层, 增加附着力和防腐性, 其作用主要发挥在防腐蚀的后期阶段。铬酸铭的三氧化铬含量比锌黄高, 水溶性约是锌黄的一半, 这样形成的铬酸离子含量大, 防锈能力强, 水溶性小, 漆膜耐水性强, 其耐光、耐热性也超过了锌铬黄。磷酸锌和铬酸惚配合使用能够对底材起到有效的防腐蚀作用。硫酸钡作为一种惰性物质, 其化学稳定性高,耐酸、耐碱、耐光、耐热, 不溶于水, 利用它的低吸油量, 耗漆基少, 可制成厚膜底漆, 填充性能好, 流平性和不渗透性好, 并可提高漆膜的硬度和耐磨性。

2. 4 助剂的选择
2. 4.1 分散剂的选择
在水性涂料中, 颜填料的稳定性较差, 易产生聚集和絮凝, 因此分散剂的选择及其用量是制备高质量水性涂料的关键之一。不同分散剂对颜填料的分散效果见表3。
表3 分散剂的应用效果

分散剂7 60 w 与740 w 的配合使用, 可以提高对颜料的润湿性, 降低研磨粘度, 保持体系良好的分散效果和稳定性。

2. 4. 2 其它助剂
水性涂料用于金属防护涂装时其干燥过程中存在着“ 闪蚀” 问题, 因此水基涂料系统中需引人缓蚀剂, 另外根据需要, 还要进行消泡剂、防沉剂、pH 调节剂等的选择, 起到平衡涂料性能的作用。

3 结语
本产品能够满足一般防腐蚀要求, 具有良好的性价比; 与氨基树脂配套使用, 可制备水性金属底面合一烘漆, 漆膜硬度高, 耐划伤, 三防性能好, 耐盐雾性能佳, 有优良的防护装饰性能; 水性丙烯酸改性环氧醋防腐漆的生产过程中不使用溶剂、节约资源, 作为金属防腐涂料有着良好的前景。

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