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环氧树脂的相反转乳化与水性环氧树脂防腐涂料的研究

周立新  
【摘要】:环氧树脂涂料附着力高、耐腐蚀性能优良,其优异的性能不仅在溶剂型防腐涂料中得到了充分体现,在国外,水性环氧防腐涂料也成为发展最快的水性防腐涂料品种。然而水性环氧防腐涂料的研究开发在我国相对滞后,目前市场上还难以见到自主开发的比较成熟的水性环氧树脂商品,其主要原因一方面是水性防腐涂料的研究在我国起步晚,另一方面则由于在水性环氧树脂的制备技术上比较欠缺,难以获得稳定性优良的环氧树脂水基体系。环氧树脂的水性化技术是水性环氧防腐涂料的关键技术,相反转乳化法是制备高分子聚合物水基体系的有效方法,本论文采用相反转乳化法制备环氧树脂水基乳状液,研究环氧树脂相反转的机理,研制水性环氧防腐涂料产品。 采用Span60与Tween20的复合乳化剂,研究环氧树脂E-44的相反转临界含水量R_f值随乳化温度、乳化剂HLB值、乳化剂含量与搅拌强度的变化规律并结合乳状液的稳定性,探讨环氧树脂的相反转机理。结果表明:乳化温度、乳化剂HLB值、乳化剂含量以及搅拌强度等对环氧树脂E-44相反转的R_f值皆有影响,在不同的实验条件下,R_f值在0.27-0.93范围内变化,由此说明环氧树脂E-44的相反转不符合Ostwalt刚性球紧密堆积模型,而是一个非常复杂的过程。研究表明环氧树脂相反转的发生与乳化剂在油/水界面上的吸附成膜及其与油、水相之间作用力的平衡密切相关,有利于乳化剂在油/水界面上的吸附并有利于增大乳化剂与水相之间作用力的因素将使环氧树脂从W/O型向O/W型的相反转容易发生,表现为R_f较小。在不利的情况下,通过增加水的相体积分数,相反转能够发生,但所得到的乳状液的稳定性较差。 乳化剂是制备环氧树脂乳状液的关键。实验结果表明,采用Span60与Tween20的复合乳化剂难以得到稳定的环氧树脂乳状液体系。根据乳化作用的结构相似性原理,利用环氧树脂的环氧基与聚乙二醇的端羟基之间的亲核加成反应,合成了分子结构中亲油端与被乳化的环氧树脂成分完全相同的环氧树脂专用乳化剂。乳化剂的结构对环氧树脂乳状液的性能影响很大,尤其是亲油基团对环氧树脂的乳化影响最大,当亲油基与被乳化的环氧树脂组分完全相同时乳化效果较好,同时亲水基对环氧树脂的乳化也有影响,对于不同类型的环氧树脂要具体选择合适的乳化剂。 采用正交实验方法,利用合成的乳化剂,以乳胶粒粒径和乳状液的稳定性为指标深入研究了环氧树脂相反转乳化的工艺技术基础并对工艺参数进行优化。在


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