环氧-丙烯酸乳液讲解VIP免费

环氧接枝丙烯酸复合树脂的合成工艺及性能研究边锋，袁淼，唐二军(河北科技大学化学与制药工程学院)摘要：采用反应单体作为溶剂，首先将丙烯酸单体通过酯化反应引入到环氧树脂分子上，然后再以双键作为活性点进行乳液自由基共聚合反应，制备环氧接枝丙烯酸复合乳液，该工艺克服了两种树脂接枝率低、储存稳定性差以及反应过程中有机溶剂污染等问题。通过FT－IR、HNMR对酯化产物、接枝共聚产物进行分析，表明环氧和丙烯酸酯分子间实现了接枝；盐雾老化实验发现所合成的复合乳液涂膜的耐腐蚀性能优异。DMA分析显示涂膜具有较高的损耗系数和较宽的阻尼温域，表明涂膜有良好的阻尼性能。关键词：环氧树脂、丙烯酸酯、接枝复合乳液、防腐、阻尼性SynthesisprocessandpropertiesofepoxygraftedacrylatecompositeresinAbstract：Esterificationwascarriedouttointroduceacrylateintoepoxychainsusingmonomerassolvent.Thenthewaterborneepoxy-acrylatecompositelatexwaspreparedthroughtwo-stepsynthesismethod.Thetechnologyeliminatedpollutionoforganicsolventandenhancedthegraftratio.Theprocessnotonlyeliminatedtheorganicsolventsbutalsoincreasedthegraftratio,atthesametimethestoragestabilitywasimproved.ThechemicalstructureofesterificationproductandepoxyacrylicgraftcopolymerwasprovedbyIRand1HNMR.Thesaltspraytestindicatedthatthecoatingpresentedaperfectcorrosionresistance.Thedynamicmechanicalanalysis(DMA)showedthatthefilmsofcompositelatexhadahightandeltavalueandbroadtemperaturerange.Itimpliedthatthecompositematerialpossessedgooddampingproperty.Keywords：epoxyresin,acrylate,graftcompositelatex,corrosionresistance,dampingproperties环氧树脂涂层具有优异的附着力、耐腐蚀性和热稳定性，但其耐紫外线性和户外耐候性较差[1,2]。而丙烯酸酯树脂具有良好的耐候性、保光保色性，然而其涂层易产生热粘冷脆的现象，故需对其进行改性才能更好满足涂层材料的应用[3]。通过环氧改性丙烯酸酯树脂将两种树脂有机结合起来，可以把环氧树脂耐化学品性能好、附着力强与丙烯酸树脂优异的耐候性和光泽性等优点结合在一起[4,5]，使环氧改性丙烯酸树脂可以广泛应用在各种工程机械、汽车、钢结构等防腐底漆以及食品罐头、储油罐和船舱等内壁涂料以及建筑涂料等领域[6,7]。常用的环氧改性丙烯酸树脂的反应通常在有机溶剂中进行，有机溶剂易燃易爆、有毒有害，给生产和施工带来诸多不便[8]。以水为分散介质合成水性环氧丙烯酸复树脂克服上述缺点，降低VOC含量，减少环境污染。目前，国内外制备环氧接枝改性丙烯酸复合乳液主要是自由基接枝共聚法，先使部分丙烯酸酯类单体以α-H原子作为活性点接枝到环氧树脂骨架中，再进行共聚合得到复合乳液。杨勋兰等[9]以乙二醇丁醚和正丁醇为溶剂溶解环氧树脂，将甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯等单体与环氧树脂进行接枝共聚反应，引入强亲水基团，脱除有机溶剂后，加胺中和成盐制备环氧-丙烯酸树脂水性乳液，但单体的接枝率较低。赵倩等[10]以乙二醇丁醚和丁醇作为混合溶剂，通过接枝共聚法将强亲水性基团-COOH引入到环氧树脂分子上，使环氧树脂稳定的分散在水中，最终制备的乳胶粒子粒径分布为87nm-100nm，水分散体稳定性良好。王文芳等[11]用正戊醇溶解的环氧树脂，利用杂化乳液聚合技术合成了具有核壳结构的水性环氧-丙烯酸酯杂化乳液。这些方法都或多或少地使用了有机溶剂，有机溶剂不仅会污染环境，而且脱除困难，脱除不净还会影响最终涂膜性能。针对以上问题，本研究首先采用反应单体（苯乙烯）作为溶剂，通过酯化反应将部分丙烯酸单体的双键引入到环氧树脂上，然后再以双键作为活性点进行乳液自由基共聚合反应，制备环氧接枝改性丙烯酸复合乳液。该工艺的创新点在于：苯乙烯即是第一步酯化反应的溶剂，又是聚合反应的共聚单体，不需要溶剂的脱除，没有溶剂污染；引入双键作为反应点的同时也保留了α-H原子活性点，大大提高了接枝率[12,13]。由于两种树脂相容性的提高，从而提高了涂层材料的综合性能，通过测试复合乳液涂层的...