成膜物是组成环氧漆的基础
导读：成膜物是组成环氧漆的基础，现代用作环氧地坪漆成膜物质的化合物品种不断发展，越来越多。具有粘接环氧地坪···
成膜物是组成环氧漆的基础，现代用作环氧地坪漆成膜物质的化合物品种不断发展，越来越多。具有粘接环氧地坪漆中其它组分并形成涂膜的功能，它对环氧地坪漆和涂膜的性质起决定性作用。
按其本身结构与所形成涂膜的结构比较来划分，现代环氧地坪漆成膜物质可分为两大类：一类是非转化型成膜物质，如硝基纤维素、热塑性树脂等，它们在环氧地坪漆成膜过程中组成结构不发生变化，即成膜物质与涂膜的组成结构相同;另一类是转化型成膜物质，如醇酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂等，它们在成膜过程中组成结构发生变化，即成膜物质形成与其原来组成结构完全不相同的涂膜。
企业在调色配方设计前，要先根据客户对涂膜性能、环氧地坪漆施工方式、涂膜干燥方式、安全卫生和价格诸方面的要求综合衡量，通过试验筛选合适的成膜物质。而按成膜物质的干燥方式可分为：氧化聚合成膜(即空气自干型)、烘烤聚合成膜、双组分反应交联成膜，挥发成膜及电子束固化成膜等不同类型。随着环保法规的强化，溶剂型涂料受到限制，从而促使涂料向高固体分涂料、水性涂料等环保型涂料的方向发展，尤其以水作溶剂的水性涂料具有节省资源、低VOC排放量等优点而获得迅速发展。本文研制的水性环氧丙烯酸浸涂漆不仅保留了溶剂型涂料的优点，而且使形状复杂工件的涂装简单化，主要用于汽车底盘的涂装。经过三年多的使用，该浸涂漆完全能满足各项性能的要求。
1实验部分1.1水性环氧丙烯酸树脂的制备原材料丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、苯乙烯、环氧树脂、二甲基乙醇胺、丁醇、过氧化苯甲酰、乙二醇醚类溶剂，均为工业级。
制备工艺在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的四口烧瓶中加入丁醇和环氧树脂，升温到110℃，匀速搅拌下滴加溶有过氧化苯甲酰的混合单体，在1.5～2h内滴完;滴加完毕后，保温至转化率大于98%，加入乙二醇醚类溶剂，然后加入二甲基乙醇胺进行中和，至所得的环氧丙烯酸树脂pH值7～7.5，并用一定量去离了水稀释至固含量为50%±2%，出料，制得淡黄色透明粘稠状水性环氧丙烯酸树脂。
1.2水性环氧氟碳漆的配制水性环氧丙烯酸浸涂漆配方见表1。
表1水性环氧丙烯酸浸涂漆配方原料名称 规格 质量分数/%水性环氧丙烯酸树脂 自制，50%±2% 40～60水性氨基树脂 国产，75%±2% 5～12色素炭黑 国产，工业品 2～3滑石粉 国产，工业品 3～10高岭土 国产，工业品 5～10多聚磷酸铝 国产，工业品 4～8分散剂 进口 适量消泡剂 进口适量专用稀释剂 自制15～25生产工艺：将部分水性环拉丙烯酸树脂、专用稀释剂和全部分散剂投入调漆缸中，搅拌均匀后，加入各种颜填料，分散均匀后，用砂磨机研磨至细节≤30μm，补足剩余的水性环氧丙烯酸树脂、消泡剂、水性氨基树脂、稀释剂，搅拌均匀，过滤，包装。
1.3水性环氧丙烯酸浸涂漆性能指标研制的水性环氧丙烯酸浸涂漆的性能指标见表2
表2 水性环氧丙烯酸浸涂漆的性能指标检验项目 指标 检测方法漆膜外观 黑色，平整光滑 目测粘度(涂-4杯)/s 150～细度干燥时间(150℃)
柔韧性耐冲击性附着力/级硬度耐水性(168h) 无变化耐120号汽油性(72h) 无变化耐盐水性(3% NaCl,48h) 不起泡2结果与讨论2.1单体的选择环氧丙烯酸树脂配方的关键是选用单体，通过不同单体的组合来满足漆膜特性的技术要求。共聚物的玻璃化温度(Tg)很重要，共聚物发生玻璃化转变时，许多物理性能，特别是力学性能随之发生急剧的变化。根据公式推算出共聚物的Tg，调整树脂的硬度，并引入羟基和羧基达到水溶性和交联官能团。所用单体的物理性能及主要作用见表3。
表3 所用单体的物理性能及主要作用单体名称 分子量 沸点/℃ 均聚物Tg/℃ 作用丙烯酸 72.06 142 106 提供水溶性及交联点丙烯酸丁酯128.17 147 -54 提供柔韧性苯乙烯 104.14 145.2 100 提供硬度甲基丙烯酸甲酯 100.12 101 105 提供硬度丙烯酸羟丙酯130.08 77 73 提供交联点选择上面几种单体的不同配比制备树脂，随着共聚物Tg的下降，漆膜的柔韧性好，起泡倾向减小。
2.2中和剂的选择制备所用的水溶性树脂的方法之一，是用有机胺来中和环氧丙烯酸树脂上的羧基成盐，从而获得水溶性。有机胺具有挥发性，在涂料加热成膜时，由于有机胺的挥发而释放出—COOH，与涂料中的氨基树脂反应，形成性能优良的交联涂膜。胺的选用影响涂料的粘度、贮存稳定性，以及涂膜固化及其性能等。水性漆膜烘烤起泡和表面起皱，胺是影响因素之一。三乙胺碱性强，反应向成盐方向进行，其用量少，沸点低，它一到达表面后就马上挥发成膜，涂膜表面干燥，但内部还没有干透，引起表面缺陷。而二甲基乙醇胺刚好与之相反，故本实验选用二甲基乙醇胺作为中和剂。
2.3助溶剂的选择为了提高树脂的水溶性，调节兴料的粘度和涂膜的流平性，必须加入少量亲水性助溶剂，如低级的醇和醇醚类溶剂。本配方选择乙二醇醚类、丁醇为助溶剂，与水按一定比例混合使用，所得涂料的施工固体分高，粘度适中，涂膜外观、流平性佳。乙二醇醚类溶剂对人体伤害大，可用丙二醇醚类溶剂代替。
2.4水性氨基树脂固化剂用量的选择选择水性氨基树脂与环氧丙烯酸树脂交联成膜，使之成为不熔不溶的涂膜。氨基树脂的用量对涂膜的物理性能，如耐冲击性、柔韧性、硬度、附着力等有影响。不同用量的氨基树脂对涂膜性能的影响见
环氧丙烯酸树脂与氨基树脂配比的影响环氧丙烯酸树脂/氨基树脂 硬度 耐冲击性/cm 柔韧性/mm 附着力/级由表4可见，环氧丙烯酸树脂与氨基树脂配比为6～8：1时，涂膜的综合性能较好。
2.5颜料的选择水性涂料以水作溶剂，多数树脂呈弱碱性，所以水性涂料用的颜料与溶剂型涂料用的颜料有所不同。水性涂料要求颜料能够耐高温，颜料在水中不发胀，颜料色浆同水不返粗，颜料pH值接近中性。pH值太高，容易引起树脂皂化;pH太低，呈酸性，则导致树脂絮凝分层。本实验中所用的颜填料符合此要求。
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