环保节能型水性环氧树脂涂料的研制2纸巾盒
环保节能型水性环氧树脂涂料的研制2
3.5水性环氧涂料的制造
3.5.1乳化环氧树脂的制备
乳化环氧树脂的配方见表2。
表2 乳化环氧树脂的配方
乳化剂加入复合助溶剂、少量水和E-51,搅拌均匀,保持温度在(30±3)℃,不断搅拌下逐渐加入去离子水,实现从W/O到O/W的相转变,加完水后再搅拌20min,得到乳白色乳化环氧树脂。其环氧当量为400~480,固含量为(50±3)%;相对密度(20℃)为1.06~1.09;pH为7~8;VOC(来源于助溶剂)不大于30g/Lokmart.com。
3.5.2水性环氧涂料浆料(磁漆组分A)的制备
如果制清漆,在环氧树脂乳液中加入0.2%的消泡剂和0.3%的成膜助剂(醇酯-12),然后加固化剂(环氧乳液∶固化剂=5∶1),搅拌均匀即可。
如果制磁漆,在环氧树脂乳液和颜填料制备浆料,其配方见表3。
表3 水性环氧涂料和浆料配方
将乳化剂、水、消泡剂和润湿分散剂加到配料罐中,搅拌均匀,加颜填料,高速分散约10min,然后研磨,要求细度小于50μm,过滤包装。使用时将浆料(磁漆组分A)和固化剂(组分B)按100∶13混合,搅拌均匀即可。
3.6水性环氧涂料性能测试
干燥时间测试按GB/T1733—1993进行;附着力测试按GB/T1720—1989进行;柔韧性测试按GB/T1731—1993进行;耐冲击性测试按GB/T1732—1993进行;耐水性、耐盐水性、耐碱性、耐酸性测试按GB/T1763—1993进行;光泽测试按GB/T9754—1988进行。水性环氧涂料性能见表4。
表4 水性环氧涂料性能
4结果与讨论
4.1影响乳化剂和固化剂性能的主要因素
乳化剂和固化剂是决定水性体系施工性能和最终涂膜性能的关键部分。对合成乳化剂的基本要求为:乳化性能良好,乳化剂同环氧树脂相容性好,在水性介质中,体系分散均匀,分散粒子尽可能小些。为此必须对乳化剂的亲水/疏水部分进行综合调整平衡,调节的手段主要是通过试验掌握亲油的环氧树脂、亲水的多元胺、单环化合物(丁基缩水甘油醚)和双环化合物(聚乙二醇二缩水甘油醚)四者合适的比例,加料程序和反应工艺条件也不可忽视。为保证环氧乳液稳定性,乳化剂中应加入少量乙酸。
固化剂性能与施工性能密切关连,过量多元胺与双酚A环氧树脂加成之后,加成物中存在较多伯胺基团,伯胺基团过多,则水性环氧涂料体系凝胶时间短,施工使用周期短,因此用单环化合物如丁基缩水甘油醚消耗部分的伯胺氢。如果丁基缩水甘油醚加入过量,则涂膜交联密度过低,硬度小,干燥时间长。单环化合物在体系中的相对含量是调节涂料涂膜硬度和体系凝胶时间的重要参数,也是免去真空脱除过量多元胺工艺步骤的途径。
4.2助溶剂
试验表明环氧树脂乳液中含2.5%~2.8%复合助溶剂,不但可使最低成膜温度降低,也起到调节体系黏度、改善涂料的流平性和涂膜外观的作用。
4.3颜填料
颜填料是制造磁漆的必需成分,颜填料在环氧乳液中进行研磨,由于此乳液呈碱性,因此避免选用不耐碱的颜填料,如氧化锌、三聚磷酸铝等。钛白粉化学稳定性好,遮盖力优;硅灰石粉、云母粉价廉,化学稳定性好,耐热,吸油量较低;滑石粉可降低涂膜应力;轻质碳酸钙消光作用强。
4.4助剂
水的表面张力大,水性环氧涂料对底材润湿性差。酞菁系列颜料、炭黑和某些有机无机颜填料亲水性差,所以要添加润湿分散剂。碱性水性涂料尤易产生泡沫,消泡剂不可缺少。添加少量成膜助剂(醇酯-12),有利于改善涂膜外观。某些情况下通过添加增稠剂来调节涂料黏度。
4.5环氧乳液与水性固化剂配比对涂料性能影响
一般按等当量进行配比,本涂料配比值(质量比)可在4.9~5.1范围变化,环氧基稍过量,涂膜耐水性、耐化学品性稍有提高,但固化速度降低,涂膜表干、硬干时间增长;固化剂稍过量,表干、硬干时间稍有缩短,附着力稍有提高,但耐酸碱性稍差。环境温度高,固化剂宜少加点。
5结语
水性环氧涂料不燃、不爆,使用安全,用水代替有机溶剂,节省能源,利于环保。本水性环氧涂料涂膜性能接近溶剂型环氧涂料。在潮湿底材及气体不易流通的环境下更宜采用水性环氧涂料。涂膜干燥速度、耐有机溶剂、耐化学品、耐水性等方面同溶剂型涂料尚有差距,还需继续研究改进。
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