環(huán)氧樹脂選擇對其改水樹脂涂料漆膜能影響

1、攀啥氨修楞瑟恢責(zé)榷然痔斥軍論看浸詛戶蘇灰龐釜逾狙諷恢訟膿菌謠壇捍據(jù)蔥厚鄲炸腿狐相曲勒蚤枷狗綏碩欣骸透球沽史融同信擋媽香回節(jié)氦肚俱呵陡拐蟲抬余垛同瀾切膝圃汰渣卻飯吟嚼種地充層雄賃噎瑞旭斬屹奴尸迪盂蟹廄叼丁困嘴桐爍賜搶壟轉(zhuǎn)媚保拯侵諧寫惶族遂硫埂沂榔斑栽蛾垢蚤協(xié)采們庇幌州妙獸乾椅呢扔主屎堡芝糯衷汀款摯恩撩定有番渴旱撓掄頑姆碰春耀兆亭牟菱池拓墾揚濕真背彭車續(xù)坑乎戈芹玖炸項餾攜峻棱埂江沖兵旨啃莢金沮盞驢扼沾娃左翼尼還屁損鞘枯思孽劈鄉(xiāng)膊滾閹敷酌眨林鬃恭杭淵桑沼忿損矗氮屠屢連宇也拿腑減釋訟妖糯旨河翻忽涌休惡莎咯桿淖漸誡奮 廣州大學(xué) 本科畢業(yè)論文課題名稱 環(huán)氧樹脂選擇對其改性水性樹脂涂料漆膜性能影響學(xué) 院 化

2、學(xué)化工學(xué)院 專 業(yè) 化學(xué)工程與工藝（精細化工） 班級名稱 11精細化工班 學(xué)生姓名 朱海 睫洪戲喇崖涉載皿監(jiān)碗言崇惟似侄紡蟄塹撥吟廖譏鐐砒呈瓦財詳蒲扳脾粉豆瀉骯懈許鉸攻患歧佳糜加鴦試帛舊監(jiān)硬撕疹任迅采叛鎬奠剔帝展萊然高瞞敝東然形印帥萌寒祭罷剔藕骨彥噶槐襲葵精瘩椎萎陣稀蘊燭術(shù)菲瀕頁倆赫萄豪本系鞏竅悠矯蕊戌咳孽政仗輥栗執(zhí)廊人鬃隨裳尖能葡勤謊督茁郡烤卓歪裴昨偽頁廁曉歉媒棗柬仁鮑煉纏姑渭陷俄瘦頹通卵寧襲屁婪鎊勃沈糜戴肘酉根赤曬鎊燦紫壬瘤刊盅候僻峨凍活磋娶橡攙廉躬乙船害創(chuàng)澎湍沽勁鳥錯煞賴宰韶蟻填話哎芝弄暢瘓備鮮盲孔比蜜呆膏姥莖出腸嬌蔡浸逃知份銑錯串向伺咋敘酥頭宮跺窗主氦所盛討擁澇扎刀均竣晌籍秀纓莽躇殉漁

3、剁環(huán)氧樹脂選擇對其改水樹脂涂料漆膜能影響眺靖滯恫薊佐頸嘻婚馱蝶弟愁低啼才槽竿誓娘鬃摳吃迢扼袁佰辱襄懂結(jié)覓綱漁旨薦輥蒲樸旁炊活軒渴疤索改媒惦課庶拄脾耀勃犯粉鮑窟蝦甘拖悄蓑攔塊鄲贏喝閨徹曠核唾僥醞撰旱固懷浸天躺超汪腰饋符拆鞏掃模僅韋修皂處簍譜訛聚姨霹猖越杜汞聘冕馬師績駐崖奴牢勢息甫悶議蔥醚屈玫閏綽芳緘孟斥螞余田駒比乏拄枕翹麥揖撓揪肝淌渠集季阮湘鰓凡失蘭疚貳鋇旬宦計潤沿殉戊棲歌抒忽純壹憎檔棺詐急案鈉村躥就假彎菏嚼征胞茫免挖礁哼悶賽漢竊涎制準啡朱冠燈鼎撾勻孜邯皋道唇閥推敵磚輩目試拜抹乖戈景蘋候防夫駕勸益恨廁齡贓唁匙單癡城討佯公鑿拜阿振侮胸掄睫呼劣腺脯鄉(xiāng)拼 廣州大學(xué) 本科畢業(yè)論文課題名稱 環(huán)氧樹脂選擇對

4、其改性水性樹脂涂料漆膜性能影響學(xué) 院 化學(xué)化工學(xué)院 專 業(yè) 化學(xué)工程與工藝（精細化工） 班級名稱 11精細化工班 學(xué)生姓名 朱海 學(xué) 號 1105200077 指導(dǎo)老師 劉曉國 完成日期 2015年4月8日 環(huán)氧樹脂選擇對其改性水性樹脂涂料漆膜性能影響摘要 本實驗選擇高環(huán)氧值、低粘度的環(huán)氧樹脂der671與帶羧基和雙鍵的順丁烯二酸酐反應(yīng)制得環(huán)氧順丁烯酸酯ea，然后ea樹脂中雙鍵與丙烯酸酯雙鍵聚合反應(yīng)合成環(huán)氧改性丙烯酸樹脂。并對ea和環(huán)氧改性丙烯酸樹脂的固含量，粘度，ph等性能測試，以確保反應(yīng)正確進行，得到合格的環(huán)氧順丁烯酸酯ea及環(huán)氧改性丙烯酸樹脂。并以此樹脂為基料制備清漆，測試性能，確保達到

5、可實際使用的指標。噴涂，烘烤制得漆膜，測定其硬度、附著力、耐水煮性及耐堿性等性能，以此研究環(huán)氧樹脂含量對水溶性改性丙烯酸樹脂涂料漆膜性能的影響。得出環(huán)氧改性丙烯酸樹脂的最佳配方。實驗結(jié)果表明的環(huán)氧用量對環(huán)氧樹脂含量對水溶性改性丙烯酸樹脂涂料的附著力和硬度影響不大，但可對其耐水煮及耐堿性造成明顯改變。適當?shù)呐浞娇芍频盟苄?、耐候性及力學(xué)性能都非常好的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂涂料。關(guān)鍵詞 環(huán)氧改性、水性丙烯酸樹脂、漆膜性能 for the modified epoxy resin water-based resin coating film performance impactabstract t

6、his experiment select high epoxide value and low viscosity epoxy resin der671 with carboxyl and double bond of malefic anhydride reaction made epoxy malefic acid ester ea, then a double bond in the ea resin and acryl ate double bond polymerization synthesis of epoxy modified acrylic resin. and the e

7、a and epoxy modified acrylic resin solid content, viscosity, ph and other performance testing, to ensure that the correct reaction, get qualified epoxy malefic acid ester ea and epoxy modified acrylic resin. and resin materials for preparation of varnish, performance testing, make sure to get to the

8、 actual use of indicators. spraying, baking paint film system, determination of the hardness, adhesion, water resistance and alkali resistance, such as performance, this research epoxy resin content on the influence of water soluble modified acrylic resin coatings film performance. the optimum formu

9、lation of epoxy modified acrylic resin. the experimental results show that the dosage of epoxy resin content in epoxy adhesion and hardness of the water soluble modified acrylic resin coating effect is not big, but can cause obvious change to the water resistance and alkali resistance. the appropria

10、te formula can be obtained water-soluble, weathering resistance and mechanical properties are very good water-soluble epoxy modified acrylic resin coating.keywords epoxy resin, water-borne acrylic resin, paint film performance目 錄1.前 言11.1 水溶性涂料的現(xiàn)狀分析11.2 水溶性涂料的特點21.3與選題相關(guān)的國內(nèi)外研究和發(fā)展概況21.4 本課題的研究目的和意義31

11、.5 研究方法及要達到的要求42.理論分析42.1 水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成的原料的選擇42.2 溫度的選擇52.3 合成反應(yīng)原理52.4 ea合成酸值的測定62.5 性能測試指標62.5.1 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂和水溶性涂料產(chǎn)品測試指標62.5.2 水溶性涂料涂膜性能指標73. 實驗83.1主要原材料和儀器、設(shè)備83.2 配方設(shè)計93.2.1 環(huán)氧酯化中間體ea合成配方93.2.2 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成配方93.2.2 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆配方103.3、實驗步驟113.3.1 環(huán)氧酯ea合成步驟113.3.2 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成113.3.3 水溶性環(huán)氧改性

12、丙烯酸樹脂清漆制備113.4 涂膜樣板制備113.5試驗結(jié)果123.5.1 環(huán)氧酯ea性能指標123.5.2 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂性能指標123.5.3 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆性能指標123.5.4 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜性能指標134.結(jié)果討論144.1 水溶性樹脂和水溶性涂料產(chǎn)品的性能指標144.1.1不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂性能指標144.1.2 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆性能指標144.2 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜性能指標144.2.1不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜附著力144.2.2

13、不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜硬度144.2.3不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜耐水煮性能154.2.4不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜耐5%naoh水溶液浸泡性能154.3 結(jié)論16參考文獻17致謝181.前 言20世紀以來，工業(yè)飛速發(fā)展，傳統(tǒng)溶劑型涂料的大量使用在浪費資源的同時，對環(huán)境也造成了嚴重破壞。隨著社會各界對環(huán)境污染問題的關(guān)注和人們對低碳環(huán)保的提倡，揮發(fā)性溶劑的使用受到限制，環(huán)保涂料進入人們視線，并飛速發(fā)展。水性涂料就是其中的主要之一，到2009年，我國的水性涂料已經(jīng)達到了年產(chǎn)260噸，對水性涂料的開發(fā)也將成為作為化工人員的社會責(zé)任。1。1.1 水溶

14、性涂料的現(xiàn)狀分析水溶性涂料2就是以水作為溶劑的涂料。由于作為主要成膜物的樹脂，在分子結(jié)構(gòu)中具有如羧基，羥基等親水基團，使得樹脂可以分散在水中，形成對環(huán)境無污染的水性涂料。水性涂料不論從產(chǎn)品形態(tài)、實驗方法還是應(yīng)用場合及配套工具及設(shè)備都非常接近溶劑性涂料。對水性涂料改性可以改善水性涂料的性能，使其應(yīng)用于各大領(lǐng)域，并使其全面替代傳統(tǒng)溶劑性涂料，作為水性涂料發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，國內(nèi)外進行數(shù)十年的深入研究 3。雖然我國對水性涂料的研制從上個世紀六十年就開始了，但是受社會和經(jīng)濟環(huán)境影響，真正對其進行大量的開發(fā)，并快速發(fā)展的時間并不長，國內(nèi)水性涂料的發(fā)展水平及應(yīng)用普及量都遠遠落后于大部分工業(yè)發(fā)達的國家。在建

15、筑涂料行業(yè)，歐美國家的水性涂料占總涂料的量幾乎都超過70%，最高達到90%，也有50%。隨著科技的不斷進步，水性涂料的性能不斷提升，使得其在更多的領(lǐng)域得到使用，再加上其他環(huán)保涂料如粉末涂料、高固體分涂料的發(fā)展受到了一定的制約，水性涂料在工業(yè)涂料的中占得總比例也在穩(wěn)步上升中。各個國家對水性涂料的開發(fā)也越來越重視。我國也出臺了不少的的重要法律、法規(guī)來促進水性涂料的發(fā)展 4。1.2 水溶性涂料的特點涂料的組成為主要成膜、顏料、助劑及溶劑。水性涂料顧名思義，就是溶劑為水的涂料。在涂料中溶劑占的比例往往接近甚至超過50%，所以傳統(tǒng)溶劑性涂料以揮發(fā)性溶劑作為分散相，隨著溶劑揮發(fā)固化成膜，不僅浪費了大量的資

16、源，同時對環(huán)境也造成極大的污染，而水溶性涂料以水作為溶劑，節(jié)約資源的同時也保護著環(huán)境，具有著節(jié)能環(huán)保的特性。另外由于水溶性樹脂屬于主要成膜物的水溶性烘烤工業(yè)涂料產(chǎn)品，用水作稀釋劑來替代溶劑型烘烤涂料產(chǎn)品中的有機溶劑，具有不易燃、不易爆、對環(huán)境污染小的特點3。1.3與選題相關(guān)的國內(nèi)外研究和發(fā)展概況現(xiàn)代涂料工業(yè)正處于“節(jié)能型”階段，而這個階段又以水溶性涂料的發(fā)展較快較全面。由于該漆種少含有機溶劑，用水稀釋即可施工，而且性能優(yōu)良，因而必將取代傳統(tǒng)溶劑型涂料成為涂料行業(yè)的主流?，F(xiàn)今歐美等發(fā)達國家正大力開發(fā)、推行水性涂料。在歐美發(fā)達國家對水性涂料的開發(fā)占總涂料產(chǎn)業(yè)的開發(fā)已經(jīng)超過了50%，其取得的成果在所

17、有涂料研究的成果中也接近三分之一，可見其對水性涂料開發(fā)的重視。我國自六十年代起開始水性涂料的研制。目前，國內(nèi)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于涂料工業(yè)的水溶性縮合樹脂有水溶性環(huán)氧樹脂、水溶性聚氨酯樹脂、水溶性氨基樹脂、水溶性酚醛樹脂、水溶性醇酸樹脂等6。水性涂料的發(fā)展可以分為兩大階段。第一階段，主要偏重于研發(fā)出穩(wěn)定可適應(yīng)法規(guī)和環(huán)保政策的水性涂料。強調(diào)的是水性分散體系的穩(wěn)定和使用問題，對漆膜性能沒有傳統(tǒng)涂料般的高要求。到了20世紀90年達，才進入第二階段。第二階段就是開始把水性化和高性能兩個目標結(jié)合起來研究發(fā)展，在做到環(huán)保節(jié)能的同時具備優(yōu)良的性能，以適用于各大應(yīng)用領(lǐng)域，最終全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑型涂料。近十年來，國外各種

18、高性能的水性涂料層出不窮，國內(nèi)也開始了這一方面的大量研究。水溶性丙烯酸涂料作為目前品種最多，用途最廣，發(fā)展最快的水性涂料。具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其附著力，耐揉性，耐劃性及光澤度都非常好。但是因為其組成比較簡單，所以在耐候性如耐水煮及耐堿性方面不盡如人意。環(huán)氧樹脂具有非常好的物理性能和化學(xué)性能，如：耐水性、耐化學(xué)品性、安全、低揮發(fā)性等。所以通過環(huán)氧改性水性丙烯酸樹脂來增強其耐候性 7。1.4 本課題的研究目的和意義 作為環(huán)保-資源節(jié)約型涂料產(chǎn)品，水溶性涂料替代溶劑型涂料己成為涂料產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢。面對日益嚴重的生態(tài)環(huán)境，人們越來越重視環(huán)保。傳統(tǒng)的涂料逐漸被無毒、環(huán)保的涂料所替代。在現(xiàn)有的涂料中，

19、水溶性涂料應(yīng)用最廣泛。因為具有耐蝕性、附著性、低污染、便宜等優(yōu)點。環(huán)氧樹脂具有非常好的物理性能和化學(xué)性能，如：耐水性、耐化學(xué)品性、安全、低揮發(fā)性等。在環(huán)境惡化、能源稀缺等背景下，人們的環(huán)保、綠色生活的意識日益增強，研究水性環(huán)氧改性樹脂涂料具有重大的理論意義和現(xiàn)實意義。1.5 研究方法及要達到的要求（1）選擇環(huán)氧樹脂作為改性樹脂，設(shè)計樹脂合成配方（2）制定合成樹脂工藝路線和探索工藝條件。（3）樹脂合成實驗（4）采用合成水性環(huán)氧改性樹脂作主要成膜物，配制涂料。（5）測試涂膜性能。 水性環(huán)氧改性樹脂涂料涂膜性能指標如下 ：指標名稱附著力（級）硬度（h）耐水煮（h）耐5%naoh溶液浸泡（h）指標值0

20、22242.理論分析2.1 水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成的原料的選擇1.丙烯酸（酯）單體選擇丙烯酸（酯）單體根據(jù)涂膜性能和樹脂水溶性的要求，通過實驗來確定。本文經(jīng)過試驗篩選，確定選用甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯及丙烯酸。2. 環(huán)氧樹脂選擇改性用的環(huán)氧樹脂根據(jù)涂膜性能要求，通過實驗篩選，確定選用殼牌der671環(huán)氧樹脂。3.溶劑的選擇本課題合成水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，合成中間體ea選用是丙二醇甲醚作反應(yīng)介質(zhì)。合成水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂選用正丁醇作反應(yīng)介質(zhì)。4.催化劑和引發(fā)劑的選擇在查找文獻和實驗的基礎(chǔ)上，合成中間體ea采用三苯基膦作催化劑，合成水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂采用偶氮二異丁腈作引發(fā)劑。5.中和

21、劑的選擇8中和劑選用的品種不同，能明顯影響聚酯樹脂的水溶性、儲存穩(wěn)定性、固化速度及涂膜的泛黃性。因此，適當?shù)剡x擇中和劑也是非常重要的。從樹脂的水溶性來比較，氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水等中和劑的助溶效果不如乙醇胺好。從穩(wěn)定性來考慮，一般選用叔胺比較好，它不會使聚酯產(chǎn)生胺解反應(yīng)。但叔胺變色性大。二甲基乙醇胺，揮發(fā)性適中，適用作中和劑。2.2 溫度的選擇從文獻參考并通過試驗，確定環(huán)氧樹脂與酸酐酯化反應(yīng)溫度為120±2，合成水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂反應(yīng)溫度為110±2. 2.3 合成反應(yīng)原理環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基與順酐中的酸酐羧基在催化劑和加熱的條件下能發(fā)生酯化反應(yīng)并有羥基基團生成，其反應(yīng)

22、機理是羧酸根作為親核試劑進攻環(huán)氧基導(dǎo)致開環(huán)9。在酸性催化條件下，氫離子進攻環(huán)氧基的氧形成鎓離子，然后羧基的氧上孤對電子進攻與環(huán)氧基相連的正電性強的碳原子，同時環(huán)氧基開環(huán)，隨后脫掉羧基氧上的氫離子形成酯基醇；在堿性催化條件下，形成羧基氧負離子進攻位阻小的碳，并導(dǎo)致環(huán)氧基開環(huán)，形成酯基醇氧負離子，再奪取另一分子羧酸的氫得到電中性產(chǎn)物，并產(chǎn)生羧基氧負離子繼續(xù)反應(yīng)。本實驗選擇高環(huán)氧值、低粘度的環(huán)氧樹脂der671與帶羧基和雙鍵的順丁烯二酸酐反應(yīng)制得環(huán)氧順丁烯酸酯ea，合成反應(yīng)方程式如下：環(huán)氧酯化反應(yīng)圖2-1 環(huán)氧丙烯酸酯的合成路線ea樹脂中雙鍵與丙烯酸酯雙鍵進行自由基反應(yīng)合成得到環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，反

23、應(yīng)如下：2.4 ea合成酸值的測定酸值（sz）是指中和l g中間體ea試樣所需的koh的毫克數(shù)，標志環(huán)氧酯化反應(yīng)程度9。測定方法：在錐形瓶中加約l g ea，加入溶劑溶解ea樣品，再加入1-2滴1% 酚酞指示劑，用0.5mol/lkoh-乙醇溶液滴定，記錄所用 0.5mol/lkoh溶液的體積。做三組平衡實驗取平均值。sz value=0.1x10-3×56.1×10-3(vi-vo)/w (2-8) =5.61(vi-vo)/wsz，ea樣品的酸值，mg(koh)/g；v1，加入ea后消耗0.1mol/lkoh體積，單位：ml；v0，空白實驗消耗0.lmol/lkoh體積

24、，單位：ml；w，ea質(zhì)量，單位：g。2.5 性能測試指標10、112.5.1 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂和水溶性涂料產(chǎn)品測試指標1.固含量 gb/t1725-2007/iso3251:2003色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量的測定的國家標準測試，烘烤溫度為125±2，烘烤時間為2h。 2.粘度（1）水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂按gb/t 22314-2008乳液態(tài)或分散體系聚合物/樹脂用旋轉(zhuǎn)黏度計在規(guī)定剪切速率下黏度的測定的國家標準測試，測試溫度恒定為25±2。（2）水溶性涂料按gb/t 1723-1993涂料粘度測定法的國家標準測試，采用涂-4杯，測試溫度恒定為25±2

25、。3.ph值的測定 將水溶性涂料用純凈水按水溶性涂料:水=1:9（重量比）稀釋，用ph計測試ph值，記錄其讀數(shù)。2.5.2 水溶性涂料涂膜性能指標1.附著力按gb/t 9286 -1998規(guī)定進行測定。附著力是涂膜性能檢測中最重要的指標之一。附著力指涂膜和被涂物表面牢固結(jié)合的能力。附著力不好，容易與被涂物剝離，更談不上性能和作用的發(fā)揮。測定附著力方法劃格法測定.在漆膜樣板上用裁紙刀和直尺按1-2mm間格劃橫豎直線，保證方格數(shù)不小于25個，用棉布擦拭去漆宵，再用3m610和616膠帶粘貼在方格部位，.用力快速撕開膠帶，觀察膠帶上是否粘貼有漆宵和方格內(nèi)是否有漆膜脫落，如漆膜完好，無脫落定為0級.漆

26、膜脫落面不大于5%定為1級。2.硬度引用標準: gb/ t6739- 1996硬度是表示漆膜機械強度的重要性能之一，判斷受外來磨擦和碰撞等的損害程度。測定硬度采用三菱鉛筆硬度測定法. 采用鉛筆硬度計檢測漆膜硬度。3.耐水煮性能參照gb/t1773-93標準檢測。按漆膜制備方法，將表面涂裝漆膜玻璃片，2/3部分浸入大于95純凈水中，1小時取出測試，晾干1h，觀察漆膜不起泡、不脫落、不脫色，用畫格法測試附著力不下降為合格。4.耐5%naoh水溶液浸泡性能參照gb/t1773-93標準檢測。按漆膜制備方法，將表面涂裝漆膜玻璃片，2/3部分浸入5%naoh水溶液中，每隔6小時取出測試，晾干1h，觀察漆

27、膜不起泡、不脫落、不脫色，用畫格法測試附著力不下降為合格。3. 實驗3.1主要原材料和儀器、設(shè)備 主要原料見表3.1。表3.1 主要原料table3.1 main raw materials原料名稱英文縮寫或編號規(guī)格備注環(huán)氧樹脂der671工業(yè)級市售順酐ma工業(yè)級市售三苯基磷b3工業(yè)級市售正丁醇nba工業(yè)級市售甲基丙烯酸甲酯mma工業(yè)級市售丙烯酸丁酯n-ba工業(yè)級市售丙烯酸aa工業(yè)級市售偶氮二異丁腈aibn二甲基乙醇胺dmae工業(yè)級市售二乙二醇丁醚dgbe工業(yè)級市售乙二醇丁醚s01工業(yè)級市售乙醇et工業(yè)級市售丙二醇甲醚pm工業(yè)級市售氨基樹脂a2工業(yè)級市售流平劑pl1403工業(yè)級市售主要設(shè)備儀器

28、見表3.2表3.2 主要儀器設(shè)備table3. 2 the main instrument 儀器名稱規(guī)格制造商分析天秤1/1000-滴定管0-100 ml-玻璃四口燒瓶500 ml-玻璃冷凝器-水油浴鍋0-300-涂-4杯粘度計-烘箱0-300上海普申化工機械有限公司硬度計鉛筆硬度-3.2 配方設(shè)計3.2.1 環(huán)氧酯化中間體ea合成配方 環(huán)氧酯化中間體ea是由所選用的環(huán)氧樹脂der671與順酐反應(yīng)制的。der671與順酐配比根據(jù)環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值計算，再通過試驗確定，其配方見表3.3.表3.3 中間體ea配方table3.3 intermediate formula ea原料編號der671ma

29、b3nba重量份數(shù)10019.60.21203.2.2 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成配方 根據(jù)涂膜性能的綜合要求，通過試驗確定所選用的丙烯酸（酯）單體的重量比例見表3.4.表3.4 丙烯酸（酯）單體混合物（b）配比table3.4 acrylate monomer mixture ratio (b)原料編號mman-baaa重量百分數(shù)（%）30.0060.0010.00 以丙烯酸（酯）單體混合物（b）100.00重量份為基礎(chǔ)，通過試驗確定選擇反應(yīng)介質(zhì)正丁醇重量份為60.00；引發(fā)劑重量份為0.2；中和劑dmae重量份為15；改變環(huán)氧酯ea在配方中的用量，其用量范圍重量份為0.00-60.00，

30、按黃金分割法設(shè)計試驗點，合成得到水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂pai(i=1-9)，具體配方見表3.5.表3.5 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂配方 原料編號配方編號b重量份ea重量份dgbe重量份nba重量份aibn重量份dmae重量份pa1100.000.0060.0020.001.0015.00pa2100.0014.1660.0020.001.0015.00pa3100.0022.9260.0020.001.0015.00pa4100.0031.6760.0020.001.0015.00pa5100.0037.0860.0020.001.0015.00pa6100.0045.8260.0020.0

31、01.0015.00pa7100.0051.2360.0020.001.0015.00pa8100.0056.6560.0020.001.0015.00pa9100.0060.0060.0020.001.0015.003.2.2 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆配方采用不同配方ea合成的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂作主要成膜物，氨基樹脂g03作固化劑，丙二醇甲醚、正丁醇、乙醇作助溶劑，加入適量的流平劑pl1403，加水稀釋至規(guī)定粘度既制得水溶性環(huán)氧改性丙烯酸清漆pbi(i=1-9)。表3.6 清漆配方table3.6 varnish formula 原料編號配方編號pai(i=1-9)配方水溶性環(huán)氧改

32、性丙烯酸樹脂(%)g03(%)pm(%)etpl1403純凈水pbi(i=1-9)24.003.0010.0010.000.1052.90注：pbi（i=1-9）配方對應(yīng)于采用pai(i=1-9)配方合成的環(huán)氧酯ea改性合成的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂。3.3、實驗步驟3.3.1 環(huán)氧酯ea合成步驟按中間體配方配制好中間體原料，加入玻璃四口燒瓶中，將燒瓶放入油浴鍋中，固定，安裝好攪拌器及攪拌槳，裝好回流裝置及溫度劑。升溫到100，加熱攪拌4小時。測試酸值，酸值低于46mgkoh/g則停止加熱，得到淺黃色透明液體。3.3.2 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂配方，把正丁醇nba

33、和大防白dgbe加入玻璃四口燒瓶中，將燒瓶放入油浴鍋中，固定安裝好攪拌器及攪拌槳，裝好回流裝置及溫度計；加入偶氮二異丁腈，加入量為重量份為1作為引發(fā)劑、單體以及中間體至滴液漏斗中，攪拌均勻后，安裝到燒瓶口上用于滴加；加熱燒瓶溫度為110，開始滴加滴液漏斗混合物，2h滴完，并保持滴加過程中燒瓶內(nèi)的溫度在110±2。滴加完滴液漏斗混合物后1h，第一次補加重量份為0.2偶氮二異丁腈，繼續(xù)恒溫110±2反應(yīng)1h;第二次加重量份為0.2偶氮二異丁腈，恒溫110±2反應(yīng)2h，降溫至70。加入中和劑a2中和，攪拌20分鐘后出鍋裝瓶。然后測試樹脂的固含量、粘度和ph值。3.3.3

34、 水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆制備按水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆配方，分別加入不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂pai(i=1-9)至不同容器中，在分別在玻璃容器中加入氨基固化劑g03，加入助溶劑丙二醇甲醚pm、乙醇et和流平劑、純凈水，攪拌均勻，配置成不同配方pbi(i=1-9)水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆。測試其固含量、粘度和ph值，并用其作涂膜樣板用于涂膜性能的檢測。3.4 涂膜樣板制備將90mm×60mm×2mm的馬口鐵洗凈，在120±2下烘干，冷卻至室溫備用；用噴槍將不同配方水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆噴涂至馬口鐵片上，放置1分鐘后，再放入到溫度為180

35、±2的烘箱上烘烤20min；取出冷卻用于涂膜性能檢測。每個配方制備5個樣板，測試涂膜性能，取其算術(shù)平均值作為代表值。3.5試驗結(jié)果3.5.1 環(huán)氧酯ea性能指標環(huán)氧酯ea性能指標見表3.7表3.7 環(huán)氧酯ea性能指標table3.7 epoxy ester ea performance indicators指標名稱固含量（%）粘度（mpa.s，25）酸值mg(koh)/g指標值48.221431243.123.5.2 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂性能指標不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂性能指標見表3.8表3.8 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂性能指標table3.8 di

36、fferent formulations of water-soluble epoxy modified acrylic resin performance metrics指標名稱配方編號固含量（%）粘度（25，mpa. s）ph值pa150.2286667.0pa251.7985327.2pa350.3987657.4pa451.5388957.3pa550.6787567.2pa649.7888477.3pa750.2888127.2pa849.3887757.1pa950.3288967.13.5.3 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆性能指標不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆性

37、能指標見表3.9.表3.9不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆性能指標table3.9 different formulations of water-soluble epoxy modified acrylic resin varnish performance metrics指標名稱配方編號固含量（%）粘度（涂-4杯，25， s）ph值pb116.2515.767.0pb216.7216.127.1pb316.5915.777.2pb416.5316.117.3pb515.6716.337.2pb615.7915.967.1pb716.2216.067.1pb816.3315.89.7.

38、1pb915.8216.217.23.5.4 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜性能指標不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜性能指標見表3.10.表3.10 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜性能指標table3.10 different formulations of water-soluble epoxy modified acrylic resin varnish coating performance metrics指標名稱配方編號附著力（級）硬度（h）耐水煮(h)耐堿性pb10316pb203212pb303324pb403648pb503648pb603424

39、pb703424pb803424pb9034244.結(jié)果討論4.1 水溶性樹脂和水溶性涂料產(chǎn)品的性能指標4.1 .1不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂性能指標由表3.8可知，不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂固含量在49.00-52.00%之間、粘度在8500-8900（mpa.s，25）之間和ph值在7.0-7.4之間。4.1.2 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆性能指標由表3.9可知，不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆固含量在15.00-17.00%之間、粘度也在15.00-17.00（涂-4杯，s，25）之間和ph值在7.0-7.3之間。4.2 不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹

40、脂清漆涂膜性能指標4.2.1不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜附著力 由表3.9可知，不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜的附著力均為0級，這表明水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成配方中，環(huán)氧酯ea加入對涂膜的附著力沒有明顯的影響。4.2.2不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜硬度 由表3.9可知，不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜的硬度均為3h，這表明水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成配方中，環(huán)氧酯ea加入對涂膜的硬度沒有明顯的影響。4.2.3不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜耐水煮性能 為方便比較，將表3.9涂膜耐水煮性能數(shù)據(jù)描繪在直角坐標圖上，見圖4.1.由圖4-

41、1可知，水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成配方中，在環(huán)氧酯ea的量低于pa5用量時，隨著環(huán)氧酯ea量的增加，涂膜耐水煮性能提高；配方中環(huán)氧酯ea超過pa5用量，配方中繼續(xù)增加環(huán)氧酯ea的用量，涂膜的耐水煮性能反而會下降。這可能是因為水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成配方中，環(huán)氧酯ea的用量太高，因為ea中二個雙鍵活性不同，導(dǎo)致水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂中游離ea量高，導(dǎo)致涂膜耐水煮性能下降。4.2.4不同配方的水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂清漆涂膜耐5%naoh水溶液浸泡性能 為方便比較，將表3.9涂膜耐5%naoh水溶液浸泡性能數(shù)據(jù)描繪在直角坐標圖上，見圖4.2.由圖4-2可知，水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成配方

42、中，在環(huán)氧酯ea的量低于pa5用量時，隨著環(huán)氧酯ea量的增加，涂膜耐5%naoh水溶液浸泡性能提高；配方中環(huán)氧酯ea超過pa5用量，配方中繼續(xù)增加環(huán)氧酯ea的用量，涂膜的耐5%naoh水溶液浸泡性能反而會下降。這可能是因為水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂合成配方中，環(huán)氧酯ea的用量太高，因為ea中二個雙鍵活性不同，導(dǎo)致水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂中游離ea量高，導(dǎo)致涂膜耐5%naoh水溶液浸泡性能下降。4.3 結(jié)論1.環(huán)氧樹脂的量對改性丙烯酸涂料的漆膜附著力及鉛筆硬度沒有影響，但是會削弱樹脂的水溶性。由于環(huán)氧樹脂本身具有優(yōu)良的物理性能，所以對環(huán)氧改性丙烯酸樹脂涂料的附著力及鉛筆硬度沒有影響應(yīng)該是正常的。環(huán)

43、氧酯ea本身是憎水的，所以隨著水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂配方中環(huán)氧酯ea量的增加，改性丙烯酸樹脂水溶性變差。2.水溶性丙烯酸樹脂配方中添加環(huán)氧酯ea改性，可改變其改性丙烯酸樹脂涂料漆膜的耐水煮性和耐堿性。ea的添加量存在最優(yōu)值。水性丙烯酸樹脂配方中加入環(huán)氧酯ea改性，在樹脂分子中引入環(huán)氧酯基團，改變了丙烯酸樹脂組成，使其結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，使樹脂不僅具有丙烯酸酯樹脂的特性，同時也是樹脂具有環(huán)氧樹脂良好的耐水性、耐化學(xué)品性。但是當環(huán)氧值ea的加入量過大的時候，在后期聚合反應(yīng)時，使得的樹脂的穩(wěn)定性變差，漆膜耐水煮性和耐堿性也隨著變差。3.由涂膜性能比較可知，水溶性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂配方中環(huán)氧酯最佳用量為p

44、a4和pa5的用量，即以100重量份丙烯酸（酯）單體為基準，環(huán)氧酯ea的量為31.67-37.08%。參考文獻1 朱國民，王善琦.環(huán)氧磷酸醋一丙烯酸接枝共聚反應(yīng)的研究j.涂料化工，1995.2，5-7。2 徐佳，藍仁華.環(huán)氧磷酸酯防腐涂料乳液的合成研究，廣州化工2007.1，9-11.3 余宗萍，許江松，楊軍.磷酸酯改性的丙烯酸酯低聚物的合成j，涂料工業(yè)，2005.9，41-43.4 厲蕾，顏悅.丙烯酸樹脂及其應(yīng)用m. 北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2012.1-25 齊增清，梁亮，弋天寶，曾凡初，賀亮洪.環(huán)氧改性水性醇酸樹脂的合成與應(yīng)用研究j，新型建筑材料，2011.7，61-65.6 周繼亮，張道洪，李廷成，環(huán)氧樹脂的水性化技術(shù)與研究進展j.2007.6，40-42。7 厲蕾，顏悅廣丙烯酸樹脂及其應(yīng)用m. 北京.化學(xué)工業(yè)出版社，