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環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,以桐油酸和環氧樹脂E-44為原料制備環氧酯,采用溶液聚合和自乳化工藝合成了環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、粒徑測試等對環氧酯單體、環氧酯改性水性丙烯酸樹脂的結構和性能進行表征和分析,并測試了單組分和雙組分環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。結果表明:當環氧酯用量為35%時,單/雙組分漆膜綜合性能達到比較好,雙組分漆膜光澤(60°)達102.3,耐溶劑擦拭次數為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,廣泛應用于水性涂料中。但是傳統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、亞麻油酸與環氧樹脂E-20為原料制備了環氧酯樹脂,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雙鍵的環氧樹脂,并部分保留了環氧基團,制備了水性環氧-苯乙烯-丙烯酸酯復合乳膠,提高了漆膜的耐腐蝕性。周文濤等"制備出水溶性丙烯酸環氧樹脂乳液,與氨基樹脂復配,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環氧二丙烯酸酯與丙烯酸酯單體混合物反應得到環氧改性丙烯酸樹脂,提升了漆膜的力學性能、熱穩定性和耐腐蝕性。王璐等中用多種油酸和E-12-20為原料合成了環氧酯樹脂,制備出具有多重交聯方式的水性環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,且環氧樹脂中含有大量苯環和甲基,可提高樹脂的疏水性以及耐溶劑性，但大量的苯環結構會導致環氧樹脂存在脆性大這一缺陷,可采用酯化的方式在環氧樹脂主鏈上接枝長鏈結構物質,改善這一缺陷。利用可再生植物油酸和環氧樹脂制備環氧酯樹脂,并接枝丙烯酸樹脂制備環氧改性丙烯酸樹脂的研究已經較為深入,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氧樹脂中的部分環氧基團酯化,制備環氧酯樹脂,引入的桐油酸結構中的不飽和鍵在常溫下即可實現固化,保留部分環氧酯基團。然后采用溶液聚合和自乳化工藝制備了環氧酯改性水性丙烯酸樹脂,探討了環氧酯添加量對環氧酯改性水性丙烯酸樹脂粒徑、相對分子質量、穩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）
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，邁愛德編輯整理
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