复合乳化剂制备水性环氧乳液及涂膜性能研究

采用环氧树脂E-44和2-氨基-5-磺酸基苯甲酸合成一种小分子阴离子环氧乳化剂EP-H;通过E-44和聚乙二醇6000合成大分子非离子环氧乳化剂EP-PEG。当2种乳化剂以质量比2∶5复配时,可达到较好的亲水亲油平衡。复合乳化剂(EP-H/EP-PEG)占10%、乳化温度为60℃时,制得的环氧乳液性能最佳。与单一非离子乳化剂制得的水性环氧乳液相比,EP-H/EP-PEG所制备的乳液相反转固含量高(>70%)、乳化剂用量小、乳液粒径小、黏度低;固化后的涂膜光滑致密、热稳定性佳、综合力学性能好,其拉伸强度和压缩强度分别为31 MPa、72 MPa。     

非离子型自乳化水性环氧树脂乳液的研制

采用化学改性法研制了一种性能优异的非离子型水分散性环氧树脂乳液。讨论了合成乳化剂时不同相对分子质量的聚乙二醇、环氧树脂E-51与聚乙二醇的物质的量的比、乳化剂添加量、催化剂添加量、反应温度、反应时间对反应过程和乳液性能影响,同时比较了用相反转法制备水性环氧乳液与本研究所采用的高温自乳化法制备的水性环氧树脂乳液优劣,结果表明:自乳化法制备的环氧乳液的稳定性较相反转法优,当选用n(聚乙二醇4000)∶n(环氧树脂E-51)=1∶1时,所制得水性环氧乳液粒径小于0.5μm,稳定性高,室温下6个月不分层;漆膜的硬度可达2H、附着为0级,并有良好的耐水性。     

重防腐涂料用水性环氧乳液的制备

采用固体双酚A型环氧树脂与高分子量聚醚反应合成水性环氧树脂专用非离子型乳化剂,然后结合相反转技术制备水性环氧乳液。讨论了催化剂三氟化硼乙醚(BF3-乙醚)的用量对环氧树脂CYD011和聚乙二醇PEG6000反应体系环氧值的影响,并利用红外光谱和凝胶渗透色谱对合成乳化剂的结构进行表征,探讨了环氧树脂与PEG6000的摩尔比、乳化剂质量分数、乳化温度及不同分子量的环氧树脂对乳液性能的影响。结果表明,当环氧树脂的环氧当量为450～500,乳化温度为75℃、催化剂用量为0.40%、n(环氧树脂)∶n(PEG6000)=1∶1、乳化剂质量分数为15%时,所制得的水性环氧乳液粒径小于1μm,稳定性高。由此乳液制备的涂料涂膜柔韧性为1mm,冲击强度为50kg·cm,浸泡在质量分数为5%的NaCl溶液中17d完好,耐盐雾480h完好。该乳液可应用于重防腐涂料。     

水性环氧树脂的制备及性能研究

采用相反转法制备环氧乳液,首先以环氧树脂E-44、聚乙二醇为原料,过硫酸钾为催化剂制备水性环氧树脂乳化剂,然后取一定量制得的乳化剂、环氧树脂和去离子水机械混合制得环氧乳液。并对乳液的水溶性、稀释稳定性、粒径分布及结构进行表征。确定乳化剂的最佳合成条件:n(E-44)∶n(PEG-4000)∶n(K2S2O8)=2.1∶1∶0.1,反应温度为180℃,反应时间为3~3.5h,制备的乳液的水溶性和稀释稳定性良好。     

水性环氧乳液的研制及性能研究

采用环氧树脂E-44与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)反应合成了高分子非离子型水性环氧树脂乳化剂,并使用相反转法制备了水性环氧树脂乳液,考查了PEG相对分子质量、乳化剂结构及其用量对环氧树脂乳液的离心、冻融、稀释稳定性及涂膜性能的影响。结果表明:采用聚乙二醇相对分子质量为6 000,n(羟基)∶n(环氧基)=1∶1.25,以叔胺为催化剂,于130～134℃反应合成的乳化剂具有较好的乳化效果;乳化剂用量在12%时,制得的涂膜综合性能最佳。     

秸秆基环氧树脂乳液的制备及其涂膜性能

以脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和十二烷基硫酸钠(SDS)复配为乳化剂,通过相反转技术乳化秸秆基环氧树脂,考察了复配乳化剂的HLB值、用量以及乳化温度和搅拌速率对乳液临界含水量Rf值、粒径及稳定性的影响,获得了如下较佳的乳化工艺条件:HLB值17,复合乳化剂用量8%,乳化温度35°C,搅拌速率800 r/min。以此工艺制得的乳液稳定性较好,平均粒径为1.57μm。以水性聚酰胺为固化剂,将此乳液制成清漆,固化后所得漆膜综合性能良好。     

含硼水性环氧乳化剂的合成及性能研究

以环氧树脂（ E51）、聚乙二醇二缩水甘油醚（ PEGDGE）、单乙醇胺硼酸酯（ BDEOA）为原料合成了含硼水性环氧乳化剂（ BWEPE）,以 E51为乳化油相,采用相反转法制备了含硼水性环氧树脂乳液（ BWERL）,并用其制备了水性环氧涂料。通过探究乳化剂的合成温度、反应时间、用量对乳液性能的影响,确定了乳化剂合成的最佳条件。结果表明：当 BWEPE用量为 30%左右时,可得到粒径小、分布窄、稳定性好的含硼水性环氧乳液（ BWERL）;当 BWERL固含量为 55%时,可在 50 ℃贮存 1周无沉淀产生,常温贮存 2个月无不良现象;当 BWERL与水性胺固化剂（ Banco 901）的环氧基和活泼氢物质的量比为 0. 8∶1时,制得的涂膜铅笔硬度为 4H,耐冲击性为 50 cm,附着力达到 1级,且具有优良的防腐性能。     

磺酸盐型水性环氧树脂乳液的制备及性能研究

采用2-氨基乙磺酸(SEA)化学改性双酚A型环氧树脂(EP),将亲水性的磺酸基团引入到分子主链,制备得到改性水性环氧树脂(EP-SEA)。研究了水性环氧乳液的稳定性和涂膜固化性能。采用红外光谱(FT-IR)对改性水性环氧树脂进行结构表征,通过激光粒度分析仪和透射电镜(TEM)研究了乳液的粒径和形貌,讨论了反应物配比、温度、时间、相转移催化剂添加量等因素分别对乳液粒径和稳定性的影响。结果表明:乳液平均粒径随着亲水单体2-氨基乙磺酸用量的增加而减小,乳液稳定性也随之变好,乳液平均粒径为120~332 nm,稳定性高,室温下6个月不分层。以投料比n(EP)∶n(SEA)=2∶1~2∶1.25制得的水性环氧树脂乳液的涂膜固化物具有优良的涂膜性能,铅笔硬度达2H,柔韧性为4 mm,耐冲击性达32~35 cm;耐水性优良。     

水性环氧树脂的合成及性能研究

以环氧树脂E-44和聚乙二醇(PEG)为原料,在催化剂过硫酸钾作用下合成水性环氧乳化剂,使用相反转法制备稳定的水性环氧乳液,考察了PEG相对分子质量和乳化剂添加量对环氧树脂乳胶膜性能的影响。结果表明:聚乙二醇(PEG)相对分子质量为6 000,合成的乳化剂含量占乳液固含量的25%时,乳液离心稳定性最佳,粒径大都均匀分布在1μm左右,所得涂膜的综合性能最佳。     

耐指纹涂层用聚合物乳液成膜物的制备与性能研究

以丙烯酸酯类为主要单体,环氧树脂和有机硅大分子乳液为改性剂,R303为主要乳化剂,通过乳液聚合方法合成了耐指纹涂料用聚合物乳液成膜物,讨论了乳化剂、环氧树脂和有机硅对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,采用阳/非离子复合乳化体系可以制得酸性环境下使用的聚合物乳液,涂膜烘烤过程中活泼的环氧基团与其它基团的交联会大幅度提高涂膜的耐腐蚀性和硬度,有机硅参与聚和后会进一步改善涂层的耐水耐腐蚀性,当m(R303)∶m(OP-10)为3∶1,E-51质量分数为10%,乙烯基有机硅乳液质量分数为5%时,合成的乳液成膜物有较好的综合性能。     

非离子型水性环氧树脂乳液的制备及其性能研究

以聚乙二醇(PEG-4000)、甲基六氢苯酐(MHHPA)和环氧树脂(E51)为主要原料合成了一种非离子反应型水性环氧树脂乳化剂,并通过相反转法用其乳化环氧树脂E51制备出水性环氧树脂乳液。通过一系列样品分析与性能测试确定了乳化剂合成和乳液制备的最佳工艺及配方:酯化反应时间3 h,温度110℃;环氧开环反应时间4 h,温度100℃,催化剂C的用量为0.8%;当乳化剂用量为10%,乳液固含量为50%,所制得的乳液平均粒径较小、分布较窄,并表现出良好的稳定性能和固化性能。     

环氧乳化剂的制备及其环氧乳液的性能研究

以聚乙二醇二缩水甘油醚和己二酸为原料,合成了一种双端羧基中间产物A,再用环氧树脂828对其进行扩链,合成了一种带环氧官能团的非离子型乳化剂。采用该乳化剂通过相反转法乳化环氧树脂901。实验发现,当环氧乳化剂最终扩链所用的环氧树脂828的环氧基与中间产物A中羧基的物质的量比为4∶3,溶剂为15%的丙二醇丁醚,乳化剂加入量为15%[m(环氧乳化剂)/m(环氧树脂901)]时,所制得的乳液稳定性最好,且配漆制板后的漆膜具有优异的综合性能,符合实际应用需求。     

反应型非离子水性环氧乳液的制备及性能

选用环氧树脂E-51、邻苯二甲酸酐(PA)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)为原料,合成了反应型非离子水性环氧树脂乳化剂,然后通过相反转法制备了水性环氧树脂乳液,研究了MPEG相对分子质量乳化剂用量对乳液稳定性和涂膜固化性能的影响。采用红外光谱(FT-IR)对乳化剂进行结构表征,通过透射电镜(TEM)观察了乳液中乳胶粒的形貌及其分布状态。结果表明:当MPEG相对分子质量为2 000,乳化剂用量为10%时,乳液稳定性良好,且制得的水性环氧树脂乳液的涂膜固化物具有优良的涂膜性能,铅笔硬度达2H,柔韧性为2 mm,耐冲击性达50 cm;耐水性优良。     

高性能水性印花涂料的制备

以丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、环氧树脂和乳化剂分别制备核、壳预乳化剂,然后通过种子乳液聚合法制备了具有核壳结构的聚合乳液。以环氧树脂E-44和有机硅氧烷KH-570对聚合乳液进行改性,制备了印花涂料用乳液。研究了乳化剂和核壳单体的配比以及不同改性剂用量对乳液稳定性和成膜性能的影响。结果表明,制备乳液的较佳条件为:复合乳化剂[m(十二烷基硫酸钠)∶m(非离子型乳化剂OS-15)=1∶3]的质量分数为4%,核单体组成为m(MA)∶m(EA)∶m(BA)=1∶1∶3、质量分数为30%～40%,壳单体组成为m(MA)∶m(EA)∶m(BA)=2∶1∶1,改性剂环氧树脂E-44和有机硅氧烷KH-570的用量分别为2%和6%。当烘焙工艺条件为140℃/3min时,制得的印花涂料涂膜在弹性、手感、牢度等性能指标方面均达到了设计要求。     

无烷基酚聚氧乙烯醚的含磷环氧丙烯酸酯防锈乳液的制备与性能

以环氧树脂与丙烯酸酯为基本共聚单体,制备了一种无烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)的含磷环氧丙烯酸酯防锈乳液。为改进环氧树脂与丙烯酸酯相容性差、接枝难的问题,首先以甲基丙烯酸与环氧树脂发生开环酯化反应合成可聚合的甲基丙烯酸环氧单酯。为使水性涂料具有出色的防锈性能,重点研究了无APEO的水性乳化体系,并引入磷酸酯乳化剂及单体。研究发现:选用LCA213与DSB复合的无APEO乳化剂体系,m(LCA213)∶m(DSB)为5∶1,复合乳化剂的用量占单体总量的3%,磷酸酯反应型乳化剂UCAN-3的用量为LCA213用量的8%,磷酸酯功能性单体APE-2005的用量占单体总量的4%,入釜丙烯酸预乳液量为1/4,滴加时间为3 h,反应温度为85℃时,制得的乳液细腻、均匀,涂膜完整。     

集装箱用水性环氧涂料的制备及性能研究

采用自制的乳化剂乳化环氧树脂,制备了性能优良的集装箱用水性环氧乳液.试验结果表明:以环氧树脂E20为原料,乳化剂用量5％、反应温度90℃,搅拌强度在2000 r/min时,制得的环氧乳液粒径较小、性能稳定,用其制备的水性环氧涂层机械性能和耐腐蚀性优良,可满足集装箱防腐涂层的性能要求.     

常温固化水性环氧树脂乳液的研制

将环氧树脂与亚麻酸进行酯化反应,再与丙烯酸类单体进行加成,中和后加水分散制得的水性环氧树脂乳液。采用红外光谱仪(FTIR)、粒度分布仪、透射电镜(SEM)等研究了环氧树脂的种类,反应物配比,酯化反应过程中反应温度、反应时间对产物水溶性、稳定性及涂膜性能的影响。结果表明:选用环氧树脂E-20,亚麻酸与环氧树脂物质的量比为2∶1,120℃反应5 h所制得的水性环氧树脂乳液性能最好。     

异佛尔酮二异氰酸酯改性水性环氧防腐涂料的研究

本文主要讨论了异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)单体改性环氧树脂制备环氧乳液的条件及其对以此制备的水性环氧防腐底漆的性能影响。实验研究表明,IPDI与E51环氧树脂的反应温度在80℃时,反应2 h可使绝大部分的-NCO参与反应,当加入E51环氧树脂总量12.5%的IPDI时,通过非离子乳化剂及离子乳化剂配合乳化,制得乳液粒径及稳定性最佳,当浆料与乳液调和配比为9:10(浆料：乳液)时,以此制备的防腐底漆漆膜的弯曲性能、耐湿热性能及耐盐雾性能最好。     

水性上光油用苯丙共聚乳液的合成及性能表征

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和马来酸酐(MAH)为共聚单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)/壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为复合乳化剂,采用半连续加料的乳液聚合法合成出一种水性上光油用苯丙共聚乳液。考察了玻璃化转变温度(Tg)、引发剂和乳化剂含量等对该乳液单体转化率、平均粒径、黏度和表干时间等影响,并对该乳液的热稳定性能进行了研究。结果表明:当w(引发剂)=0.6%、w(复合乳化剂)=1.2%和m(MAH)∶m(BA)∶m(St)=4.6∶36.3∶50.5时,该乳液具有良好的综合性能,完全满足水性上光油的使用要求,并且可在高温环境中使用。     

单组分自乳化水性环氧树脂的合成及其涂膜性能研究

用有机硅、甲基丙烯酸及其酯类单体接枝改性环氧树脂,合成了具有自乳化性能的水性环氧树脂乳液。用激光粒度分析仪测定乳液的粒径及其分布,用傅里叶红外、热重分析仪对聚合产物作了结构表征和热分析。考察了温度、引发剂用量对接枝率及接枝率对乳液成膜性能的影响;甲基丙烯酸、有机硅及单体总量对乳液稳定性、成膜物耐水性和耐盐水性的影响。结果表明:当配方选用引发剂、有机硅用量分别为单体总质量的5.5%、2.5%,m(单体总量)∶m(环氧树脂)=1∶2,丙烯酸及其酯类单体的玻璃化温度Tg为30℃,体系酸值为35 mgKOH/g,接枝温度为110℃时,制得的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性、耐水性及耐盐水性。