水性环氧防腐涂料的制备.pdf

第26卷第1期
广东石油化工学院学报
Vol26 No. 1
2016年2月
Journal of Guangdong University of Petrochemical Technology
February 2016
水性环氧防腐涂料的制备
杨清燕,梁木权,杨茗琪,杨鑫莉
广东石油化エ学院化学工程学院,广东茂名525000
摘要:采用化学改性的方法,将聚乙二醇(PEC)链段引入到环氧树脂当中,制备了一种自乳化水性环氧树脂。通过相反转法
制备出水性环氧乳液,在自制的环氧改性多胺固化剂乳液中添加了T2、云母氧化铁、滑石粉及助剂,然后与水性环氧乳液
混合制备出水性环氧防腐涂料。运用呎光谱仪、激光粒径分布仪考察了水性环氧防腐涂料固化过程中结构变化特征及环
氧树脂乳液的粒径。实验结果表明:乳液中的环氧基与固化剂中的活泼氢发生完全反应;水性环氧乳液粒径较小,分布较
窄;防腐涂层具有良好的硬度、附着力、耐冲击力,其耐酸、耐盐性能优良
关鍵词:水性环氧树脂;水性环氧固化剂;化学改性;水性环氧涂料
中图分类号:10630.6
文献标识码:A
文章编号:2095-2562(2016)01-0017-04
环氧树脂具有优良的物理性能、电绝缘性能及对各种材料的粘接性能,广泛应用于涂料、复合材料、胶
黏剂、浇铸料、模压材料和注射成型材料等领域。随着环保要求日益严格,不含有机物或挥发性有机化合
物含量低的环氧涂料已成为涂料工业的发展方向-?。水性环氧防腐涂料具有较好的耐腐蚀性、耐化学
药品性及耐溶剂性,附着力强、硬度高、耐磨性好,已在军工、民用等方面得到了广泛的应用6-。
笔者通过将聚乙二醇(PFC)亲水性链段嵌人环氧树脂链段,制备了稳定而均匀的水性环氧乳液。同
时,使用单环氧化合物对固化剂进行封端,再与聚乙二醇嵌段的环氧树脂反应生成端胺基固化剂,制备了
一种水溶性环氧改性多胺类固化剂。再配TO2滑石粉、云母氧化铁、复配磷酸锌体系、偶联剂A16及其他
助剂研制了水性环氧防腐涂料,测试了其固含量、附着力、柔韧性、铅笔硬度等物性,并在中性盐溶液、强酸
溶液煤油中进行了防腐蚀性能研究。
实验部分
实验药品及仪器
双酚A型E-51、E-44环氧树脂(工业品,蓝星新材料无锡树脂厂);PG-4000化学纯,天津市大茂
化学试剂厂);固化剂(化学纯,天津市百世化工有限公司);乙二醇丁醚(化学纯,上海凌峰化学试剂有限公
司);丁基缩水甘油(化学纯,广州市东红化工厂);TYO2、云母氧化铁、滑石粉(工业品,天津市大茂化学试
剂厂);三聚磷酸铝(工业品,南宁市江南精细化工厂);硅烷偶联剂A16(化学纯,南京兴辉工贸有限公司)。
FJ-200高速分散均质机(上海标本模型厂);J-1増力电动搅拌(金坛市医疗仪器厂器);电动漆膜附
着力试验仪(天津实验材料机厂);漆膜冲击试验器(天津实验材料机厂);傅里叶变换光谱(德国 Bruker公
司);激光粒径分布测试仪(北京恒久科学仪器厂)。
1.2环氯乳液及涂料的制备
1.2.1水性环氧树脂的制备
为了考察PG与E-51的质量比(A)、催化剂占PEG的质量分数(B)、反应温度(C)、反应时间(D)等
收稿目期:2015-12-11;修回日期:2016-01-9
基金项目:广东省教育厅高校创新项目(2012KJCX08
作者筒介:杨清燕(1990-),女,广东茂名人,本科,主要从事高分子材料的研究工作。
通讯作者:杨金莉(196),女,陕西兴平人,硬上,副教授,主要从事高分子材料的研究及开发工作。
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广东石油化工学院学报
2016年
因素对环氧树脂环氧值的影响,选取正交表(3)做正交试验,相应水平因子如表1所示。按照实验条
件,将环氧树脂E-51和聚乙二醇混合,滴加少量催化剂,升温至熔融后,加热至95℃反应4h,得到水性
环氧树脂。
表1影响因素水平表
影响因素
水平
影响因素
水平
PEG与E-51质量比/(g)1:2?1:2.51:3
反应温度/℃
催化剂质量分数/%
2
反应时间/h
3.5
4
4.5
1.2.2水性环氧乳液的制备
将水性环氧树脂和环氧树脂Eー51按一定的质量比例混合,加入适量助剂搅拌一段时间后,在高速分
散的条件下缓慢加人去离子水,加水至一定量时发生相反转,体系由粘稠的油包水态转变为水包油的乳液
态,继续高速分散使其分散均匀,制得粒径均匀且具有优异稳定性的水性环氧乳液。
1.2.3环氧一多胺固化剂的制备
滴加一定量的环氧稀释剂EP~-501至固化剂中,升温至70℃反应3h。将水性环氧树脂与环氧树脂
E-51按一定的质量比例混合均匀,再加人一定比例的助溶剂,缓慢加入上述体系当中,继续反应3h,得
环氧一多胺固化剂。
1.2.4水性环氧肪腐涂料的备
将制备的水性环氧乳液和环氧一多胺固化剂按照一定的质量比例搅拌混合均匀后,添加助剂,搅拌,
混合均匀,即可得到水性环氧涂料。
1.3性能测试
采用盐酸-丙酮法测量环氧乳液的环氧值,按照GB/T2791-1995、GB/T1732-1993和GB/T2791
1995、GB/T6739-1996GBT1731-1993、GB/T1732~-1993和CB/T92861988分别测定乳液固含量、吸水
率及涂料的铅笔硬度、柔韧性、耐冲击性、附着力以及耐酸碱和耐盐性能。
2结果及讨论
2.1优化水性环氧树脂制备条件
按照正交实验条件进行实验,结果见表2。
表2水性环鼠树脂实验结果
编号
B
C
产物颜色
水溶性情况
环氧指数
淡黄
溶解透明
」.373~1
淡黄
溶解透明
1.949
灰色
溶解透明
深黄
少量不溶
0.314
黄绿色
溶解透明
0.928-1
青绿色
少量不溶
淡黄(绿)
少量不溶
浅绿
少量不溶
1.802-1
灰色
少量不溶
Fo=1.210
0.373
0.312
0.373
0
0.834
0.639
0,345
影响次序
A
B
优化
B2