有機(jī)溶劑型涂料容易造成環(huán)境污染,開(kāi)發(fā)環(huán)保涂料已經(jīng)成為研究的重要內(nèi)容。環(huán)氧涂料是涂料的一個(gè)重要品種,因其優(yōu)異的性能在涂料中得到了。但隨著環(huán)保意識(shí)的提高,溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料已經(jīng)不能滿足要求。為適應(yīng)這種變化,環(huán)氧樹(shù)脂涂料的改性就顯得尤為重要。目前,對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂涂料的環(huán)保改性歸結(jié)起來(lái)主要有：粉末環(huán)氧涂料、水性環(huán)氧涂料,尤其是水性化是涂料的重要發(fā)展方向。與溶劑型涂料相比,水性環(huán)氧涂料的VOC含量低、氣味較小、使用安全、并可用水清洗, 同時(shí)它還兼有溶劑型環(huán)氧涂料良好的耐化學(xué)品性、附著性、機(jī)械物理性、電器絕緣性以及低污染、施工簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)氧樹(shù)脂固化后交聯(lián)密度高,存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆,耐沖擊性、耐開(kāi)裂性和耐濕熱性較差等缺點(diǎn),在很大程度上限制了它在某些高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。我們采用水性聚氨酯與水性環(huán)氧樹(shù)脂雙乳液進(jìn)行共混固化形成互穿網(wǎng)絡(luò)模型,以改良環(huán)氧樹(shù)脂脆性大的問(wèn)題，提高抗沖擊性和開(kāi)裂性。

1.共混乳液的性能測(cè)試方法

1.1酸堿穩(wěn)定性的測(cè)定

裝入5mL待測(cè)乳液試樣，分別逐漸滴加酸和堿，并搖勻，用pH試紙測(cè)定混合液的pH值，并觀察乳液的變化情況。

1.2高溫穩(wěn)定性的測(cè)定

將 50g 試樣裝入測(cè)試瓶中，在 60℃下保持 5d，觀察并記錄其狀態(tài)的變化。

1.3機(jī)械穩(wěn)定性的測(cè)定

將待測(cè)的共混乳液通過(guò)100目的標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)濾后，在試管中混合，放在離心分離器中，以 3 000r/min的轉(zhuǎn)速離心分離約30min后，將所生成的沉淀通過(guò)100目的標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)濾，并進(jìn)行干燥稱重。

1.4鹽穩(wěn)定性的測(cè)定

裝入5mL待測(cè)乳液試樣，分別逐漸滴加配好的鹽溶液，充分搖勻，并觀察乳液的變化情況。

1.5含固乳液粒徑的研究

將各組共混試樣分別在90℃，100℃，110℃，120℃下加熱10min，然后在粒徑儀上選用超微粉程序測(cè)定其粒徑分布，得出它的平均粒徑。

1.6 共混乳液凝膠時(shí)間的的研究

分別將各組共混乳液在180℃的條件下，用玻璃棒觸接乳液，當(dāng)被提起的乳液成線性流下，表明已經(jīng)凝膠。

2.結(jié)果與討論

2.1共混乳液穩(wěn)定性分析

        對(duì)共混乳液的酸堿穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、鹽穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試。在總體積為 5mL 的共混乳液中，很明顯可以看出隨著 WPU 含量的增加乳液的顏色由帶有藍(lán)色熒光變化成為乳白色，原因是因?yàn)槲覀冞x用水溶性聚氨酯和水分散性的環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行了共混，兩種乳液以各種比例混合后其穩(wěn)定性都表現(xiàn)良好。在表 1 中，我們可以看出， 各組分之間的穩(wěn)定不是非常明確，都隨著各自組分含量的增多而傾向于該組分的性能。從應(yīng)用性能考慮，WEP：WPU 為 1：1 的比例在這些配比當(dāng)中能夠體現(xiàn)出更好綜合穩(wěn)定性。

2.2含固乳液粒徑分布分析

        表 2 是溫度對(duì)共混乳液平均粒徑的影響。在共混液中固化劑，分別測(cè)量不同溫度下共混乳液的粒徑的變換，這是研究共混乳液固化行為的前提和基礎(chǔ)。水性環(huán)氧樹(shù)脂明顯表現(xiàn)為隨著溫度的升高，其粒徑變大的趨勢(shì)，在 110℃以上，體系中的水分開(kāi)始大量揮發(fā)，導(dǎo)致乳液破乳無(wú)法測(cè)量粒徑。在共混乳液中，由于有著雙組分的存在，粒徑出現(xiàn)無(wú)規(guī)律的變化，分析其原因，一方面是由于水分的揮發(fā)，水溶性聚氨酯從體系中吸取水分促使乳液破乳；另一方面由于水分的揮發(fā)首先發(fā)生在表面，導(dǎo)致粒徑破乳的時(shí)間不一致，出現(xiàn)粒徑分布變大，無(wú)規(guī)律可尋。

2.3凝膠時(shí)間的研究

        溫度是凝膠時(shí)間的一個(gè)重要因素。圖 1 是溫度對(duì)凝膠時(shí)間的影響。從圖中可知溫度的升高可以縮短凝膠時(shí)間。從整個(gè)曲線分布來(lái)看，隨著環(huán)氧樹(shù)脂含量的在共混體系中的增加，凝膠時(shí)間有所延長(zhǎng)。在 100℃以前，發(fā)生凝膠主要是共混體系中水性聚氨酯所做的貢獻(xiàn)，這也符合共混乳液粒徑無(wú)規(guī)變化的推斷。100℃之后，體系中環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯在同種固化劑的作用下發(fā)生固化交聯(lián)。

        固化劑的含量同樣影響著凝膠時(shí)間。圖 2 是固化劑含量對(duì)凝膠時(shí)間的影響。圖中可知在含固體系的共混乳液中，共混體系的凝膠時(shí)間隨著固化劑含量的增加而縮短。在體系中固化劑含量高的時(shí)候，有更多的活性基團(tuán)將分散的環(huán)氧樹(shù)脂和水性聚氨酯固化交聯(lián)，使體系的粘度迅速上升，產(chǎn)生了凝膠效應(yīng)。但固化劑含量在 20%以后時(shí)，凝膠時(shí)間已沒(méi)有太大的變化，這是由于在固化劑只是凝膠時(shí)間的非決定性因素，凝膠的發(fā)生只是反應(yīng)動(dòng)力學(xué)上的問(wèn)題。

3.結(jié)論

3.1通過(guò)對(duì)水性環(huán)氧樹(shù)脂和水性聚氨酯共混乳液的穩(wěn)定性測(cè)試，可以得出共混乳液配比在 3：1（EP：PU）左右時(shí)乳液的 pH 值穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、鹽穩(wěn)定性都在各個(gè)組分中是最為穩(wěn)定的。

3.2在對(duì)共混乳液進(jìn)行凝膠時(shí)間影響因素的分析，溫度也是影響凝膠時(shí)間的重要因素。

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