data-full-width-responsive="true"> 1 引言进入20 世纪90 年代以来,世界涂料需求量以每年3%的速度递增,而涂料中的挥发性有机溶剂(VOC)涂装成膜后大量挥发,全世界每年向大气排放VOC 已达到20 Mt[1]。因此为了人类的健康安全,应大力发展水性、高固体分和粉末等环保型涂料。目前进展最快的当属涂料水性化,在水性涂料中应用最多的是丙烯酸酯类。丙烯酸酯乳液的研发成功为涂料水性化奠定了基础,其在使用中显示出以下的优良性能:防腐、耐碱、耐水、成膜性好、保色性佳、无污染等,并且容易配成施工性良好的涂料,涂装工作环境好,使用安全[2]。尤其是与水性环氧底漆或中层漆搭配的涂料系统在汽车、船舶乃至大型道桥建筑的钢结构上都可以起到重防腐的作用[3]。本研究以自由基聚合的基本理论为基础,合成水性丙烯酸酯基体树脂,并以此树脂为基础制备出水性防腐面漆,再搭配水性环氧底漆形成水性涂层系统,同时讨论影响其性能的主要因素。2 试验部分21 试验原料EPON828 液体环氧树脂、-甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等单体以及颜填料均为市售工业级;乳化剂十二烷基硫酸钠为化学纯;非离子型自乳化水性环氧固化剂由华南理工大学制备并提供[4];引发剂、分散剂及其
他助剂均为分析纯。22 分析测试冲击强度按照GB/T 17321993 标准使用QCJ型涂膜冲击器测试;铅笔硬度按照GB/T 67391996方法使用BY 型铅笔硬度计测试;干燥时间按照FTMS141 方法40611 测试;附着力按照GB/T 92861998划格法进行测试;耐盐雾性与耐水性均按BMS10-83标准测试;贮存期为实测。23 工艺路线231 水性丙烯酸酯防腐面漆制备水性丙烯酸酯防腐面漆制备流程见图1。
面漆配方见表1。
其中基料树脂合成工艺:在配有冷凝管、温度计、搅拌器和水浴加热装置的四口反应瓶中加入溶于水的乳化剂,搅拌并升温至70 ℃,加入引发剂与部分单体,根据回流与反应液黏度调整温度保证其反应平稳并稳定升温,待温度升至75 ℃后开始匀速滴加剩余单体,单体补加完毕后控制温度在80 ~ 85 ℃之间,持续反应2 h,结束反应,冷却出料。232 水性环氧防腐底漆制备将EPON828 液体环氧树脂与少量稀释剂混合均匀。将非离子型自乳化水性环氧固化剂与水加入高速搅拌机内搅匀,加入分散剂、消泡剂等,中速搅拌20min;然后加入磷酸锌、氧化铁红等防锈颜填料,高速搅拌至所需细度;加入防闪锈剂等助剂,搅拌10 min;用水调节黏度。其中液体环氧树脂与自乳化固化剂按环氧/胺氢为1/1 配制,占总质量分数的35%,其他成分大致配方见表2。
以上述制得的两种防腐涂料形成的水性环氧-丙烯酸酯涂层系统性能见表3。