环氧树脂选择对其改性水性树脂涂料漆膜性能影响毕业论文(编辑修改稿)

环氧树脂选择对其改性水性树脂涂料漆膜性能影响毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

已经超过了 50%，其取得的成果在所有涂料研究的成果中也接近三分之一，可见其对水性涂料开发的重视。 我国自六十年代起开始水性涂料的研制。 目前，国内已经广泛应用于涂料工业的水溶性缩合树 脂有水溶性环氧树脂、水溶性聚氨酯树脂、水溶性氨基树脂、水溶性酚醛树脂、水溶性醇酸树脂等 [6]。 水性涂料的发展可以分为两大阶段。 第一阶段，主要偏重于研发出稳定可适应法规和环保政策的水性涂 料。 强调的是水性分散体系的稳定和使用问题，对漆膜性能没有传统涂料般的高要求。 到了 20 世纪 90 年达，才进入第二阶段。 第二阶段就是开始把水性化和高性能两个目标结合起来研究发展 ，在做到环保节能的同时具备优良的性能，以适用于各大应用领域，最终全面代替传统溶剂型涂料。 近十年来，国 外各种高性能的水性涂料层出不穷，国内也开始了这一方面的大量研究。 水溶性丙烯酸涂料作为目前品种最多，用途最广，发展最快的水性涂料。 具有优良的力学性能，其附着力，耐揉性，耐划性及光泽度都非常好。 但是因为其组成比较简单，所以在耐候性如耐水煮及耐碱 性方面不尽如人意。 环氧树脂具有非常好的物理性能和化学性能，如：耐水性、耐化学品性、安全、低挥发性等。 所以通过环氧改性水性丙烯酸树脂来增强其耐候性 [7]。 本课题的研究目的和意义 作为环保 资源节约型涂料产品，水溶性涂料替代溶剂型涂料己成为涂料产品发展的必然趋势。 面对日益严重的生态环境，人们越来越重视环保。 传统的涂料逐渐被无毒、环保的涂料所替代。 在现有的涂料中，水溶性涂料应用最广泛。 因为具有耐蚀性、附着性、低污染、便宜等优点。 3 环氧树脂具有非常好的物理性能和化学性能，如：耐水性、耐化学品性、安全 、低挥发性等。 在环境恶化、能源稀缺等背景下，人们的环保、绿色生活的意识日益增强，研究水性环氧改性树脂涂料具有重大的理论意义和现实意义。 研究方法及要达到的要求 （ 1）选择环氧树脂作为改性树脂，设计树脂合成配方 （ 2）制定合成树脂工艺路线和探索工艺条件。 （ 3）树脂合成实验 （ 4）采用合成水性环氧改性树脂作主要成膜物，配制涂料。 （ 5）测试涂膜性能。 水性环氧改性树脂涂料 涂膜 性能指标如下 ： 指标名称 附着力 （级） 硬度 （ H） 耐水煮 （ h） 耐 5%NaOH 溶液浸泡 （ h） 指标值 0 ≥ 2 ≥ 2 24 水性环氧改性丙烯酸树脂合成的 原料的选择 （酯）单体选择 丙烯酸（酯）单体根据涂膜性能和树脂水溶性的要求，通过实验来确定。 本文经过试验筛选，确定选用 甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯及丙烯酸。 2. 环氧树脂 选择 改性用的环氧树脂根据涂膜性能要求，通过实验筛选，确定选用壳牌 Der671 环氧树脂。 本课题合成水性环氧 改性丙烯酸 树脂， 合成中间体 EA 选用 是丙二醇甲醚 作反应介质。 合成水性环氧改性丙烯酸树脂选用正丁醇作反应介质。 引发剂的选择 4 在查找文献和实验的基础上，合成中间体 EA 采用三苯基膦作催化剂，合成水性环氧改性丙烯酸树脂采用 偶氮二异丁 腈 作引发剂。 [8] 中和剂选用的品种不同，能明显影响聚酯树脂的水溶性、储存稳定性、固化速度及涂膜的泛黄性。 因此，适当地选择中和剂也是非常重要的。 从树脂的水溶性来比较，氢氧化钾、氢氧化钠、氨水等中和剂的助溶效果不如乙醇胺好。 从稳定性来考虑，一般选用叔胺比较好，它不会使聚酯产生胺解反应。 但叔胺变色性大。 二甲基乙醇胺，挥发性适中，适用作中和剂。 温度的选择 从文献参考 并通过试验 ， 确定 环 氧树脂与 酸酐 酯化反应温度为 120177。 2℃，合成水性环氧改性丙烯酸树脂反应温度为 110177。 2℃ . 合成反应原理 环氧 树脂中的环氧 基 与 顺酐中的酸酐 羧基在催化剂 和加热的 条件下 能 发生酯化反应并有羟基基团生成， 其 反应机理 是 羧酸根作为亲核试剂进攻环氧基导致开环 [9]。 在酸性催化 条件下，氢离子进攻环氧基的氧形成鎓离子，然后羧基 的 氧上孤对电子进攻与环氧基相连 的 正电性强的碳原子，同时环氧基开环，随后脱掉羧基氧上的氢离子形成酯基醇 ； 在碱性 催化 条件下， 形成羧基氧负离子进攻位阻小的碳，并导致环氧基开环，形成酯基醇氧负离子， 再夺取另一分子羧酸的氢得到电中性产物，并产生羧基氧负离子继续反应。 本实验 选择高环氧值、低粘度的环氧树脂 Der671 与带羧基 和双键的 顺丁烯二酸酐反应 制得环氧 顺丁烯酸酯 EA，合成 反应方程式 如下 ： 环氧酯化反应 图 21 环氧 丙烯酸酯 的 合成路线 EA树脂中双键与丙烯酸酯双键进行自由基反应合成得到环氧改性丙烯酸树脂，C H 2 — C H — R — C H — C H 2O O+c a tO H — C H — R — C H — O HO OC H 2 O O C C H C H C O O HOC H 2 O O C C H C H C O O HH 2 O 5 反应如下： EA合成酸值的测定 酸值（ SZ）是指中和 l g 中间体 EA 试样所需的 KOH 的毫克数，标志环氧酯化反应程度 [9]。 测定方法：在锥形瓶中加约 l g EA，加入 溶剂 溶解 EA 样品，再加入 12 滴 1% 酚酞指示剂， 用 ，记录所用。 做三组平衡实验取平均值。 SZ value= 103(VIVo)/W (28) =(VIVo)/W SZ， EA 样品的酸值， mg(KOH)/g； V1，加入 EA 后消耗 ，单位： ml； V0，空白实验消耗 ，单位： ml； W， EA 质量，单位： g。 性能测试指标 [ 11] 水溶性环氧改性丙烯酸树脂和水溶性涂料产品测试指标 GB/T17252020/ISO3251:2020《色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定》的 国家标准测试 ，烘烤温度为 125177。 2℃，烘烤时间为 2h。 R 1 C H C H 2C O O R 2R 3 C H C H 2C O O H+ + H O O C C HC H C H C O O HR 4C HC H C H 2R 1C O O HC HC O O HR 3C H 2 C HC O O HC H *R 4C H C HC O O H*n 6 （ 1）水溶性环氧改性丙烯酸树脂按 GB/T 223142020《 乳液态或分散体系聚合物/树脂 —— 用旋转黏度计在规定剪切速率下黏度的测定 》的国家标准测试，测试温度恒定为 25177。 2℃。 （ 2）水溶性涂料按 GB/T 17231993《涂料粘度测定法》的国家标准测试，采用涂 4 杯，测试温度恒定为 25177。 2℃。 值的测定 将水溶性涂料用纯净水按水溶性涂料 :水 =1:9（重量比）稀释，用 PH 计测试 PH值，记录其读数。 水溶性涂料涂膜性能指标 按 GB/T 9286 1998 规定进行测定。 附着力是涂膜性能检测中最重要的指标之一。 附着力指涂膜和被涂物表面牢固结合的能力。 附着力不好，容易与被涂物剥离，更谈不上性能和作用的发挥。 测定附着力方法划格法测定 .在漆膜样板上用 裁纸刀和直尺按 12mm间格划横竖直线 ， 保证方格数不小于 25 个 ， 用棉布擦拭去漆宵 ， 再用 3M610 和 616 胶带粘贴在方格部位 ， .用力快速撕开胶带 ， 观察胶带上是否粘贴有漆宵和方格内是否有漆膜脱落 ，如漆膜完好 ， 无脱落定为 0 级 .漆膜脱落面不大于 5%定为 1 级。 引用标准 : GB/ T6739 1996 硬度是表示漆膜机械强度的重要性能之一，判断受外来磨擦和碰撞等的损害程度。 测定硬度采用三菱铅笔硬度测定法 . 采用铅笔硬度计检测漆膜硬度。