环氧树脂改性乙-丙乳液涂料的研究

水性涂料是以水全部或部分代替溶剂配制的毒性小、对环境污染小的环保型涂料，是目前涂料研制和生产的主流产品，但在许多情况下，水性涂料在性能方面达不到相应聚合物溶剂型涂料的性能，有待进一步提高性能。乙-丙乳液涂料是以乙-丙乳液为基础，加入其它填料和助剂配制而成，是目前价格较低的一种水性建筑涂料。该存在的问题是耐水性差、易粉化、综合性能差，应用受到限制。利用环氧树脂改性乙-丙乳液配制乙-丙乳液涂料是改善涂料性能的有效方法，所制得的环氧改性乙-丙乳液涂料兼具乙-丙乳液和环氧涂料的特点，可大大提高其耐水性、耐腐蚀性和附着力等，使涂料的综合性能得到极大的改善。
1 环氧改性乙-丙乳液的合成
1.1 原材料
丙烯酸(AR)、丙烯酸丁酯(AR)、醋酸乙烯酯(AR)、环氧树脂(自制)、复合乳化剂(自配)、过硫酸钾(AR)、去离子水。
1.2 环氧改性乙-丙乳液的制备
在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口瓶中加入配制好的复合乳化剂溶液，再加入环氧树脂，强烈搅拌约30min，使环氧树脂分散在表面活性剂溶液中（停止搅拌后得到稳定的乳状液）。升温至50℃，加入混合单体预乳化30min，加入预先配好的引发剂溶液，升温至回流温度，待基本无回流后，滴加剩余的混合单体和引发剂溶液，在2~3h内滴完，并保温1.5h，降温出料，得到均一、稳定的改性乳液。
1.3 改性乳液性能
环氧改性乙-丙乳液的主要性能见表1。

表1 环氧改性乙-丙乳液的主要性能
2 环氧改性乙-丙乳液涂料的配制
2.1 原材料
主要原材料有：改性乳液、轻质碳酸钙、滑石粉、颜料、分散剂、消泡剂、成膜助
剂。
2.2 涂料配制
将颜料、填料、分散剂、消泡剂配制成浆料，在研磨机中研磨分散至细度合适。将该填料浆与乳液、成膜助剂混合，搅拌均匀、过滤，即得成品涂料。
2.3 涂料的主要性能
环氧改性乙-丙乳液涂料的主要性能见表2。
表2 环氧改性乙-丙乳液涂料的主要性能
3 结果与讨论
3.1 环氧树脂的选择及改性方法的影响
双酚A和环氧氯丙烷缩聚得到的双酚A型环氧树脂是应用最多的一类环氧树脂。其主链中含有脂肪羟基和醚键以及活泼的环氧基，结构稠密，耐腐蚀性和机械性能优良。利用环氧树脂对乙-丙乳液改性，大体上有共混改性和共聚改性两种类型。共混改性是利用物理学的方法单纯的将环氧树脂和乙-丙乳液混合起来，这样改性得到的改性乳液相容性差，贮存稳定性也较差。共聚改性是利用环氧树脂中活泼的环氧基与直链高分子化合物经过化学结合，得到环氧树脂成为共聚物成分之一的共聚树脂。与共混改性相比，其体系的相容性大大改善，乳液与颜料的润湿性也得到提高，是比较理想的改性方法。
3.2 环氧树脂相对分子质量的影响
采用共聚改性的方法制备环氧改性的乙-丙乳液，虽然环氧树脂的相对分子质量大小对体系相容性的影响不再是一个主要问题，但环氧树脂相对分子质量的大小对共聚物交联密度的影响却非常重要。采用低相对分子质量的环氧树脂改性乙-丙乳液，环氧树脂反应活性高，易于反应，漆膜交联度高，漆膜的硬度、耐磨性和耐化学溶剂性能都有很大程度的提高，但其贮存稳定性略差，适用期短。高相对分子质量的环氧树脂反应活性低，不利于共聚反应。综上所述，应选择中等相对分子质量的环氧树脂进行改性。
3.3 表面活性剂的影响
表面活性剂是对聚合物乳液稳定性影响最大的因素。对于涂料用乳液来说，不仅要求乳液的稳定性不能因添加颜料和盐类而被破坏，还要求乳液具有优良的冻融稳定性。本研究中为使共聚反应顺利进行，首先要求对环氧树脂预乳化。选用单一的表面活性剂不能起到这样的作用，应当选择复合表面活性剂，并加入乳化稳定性，可以起到良好的乳化作用。表面活性剂的加入量也是决定乳化效果的一个重要因素。一般情况，乳化效果随表面活性剂加入量的增加而提高，但加入过多，会使漆膜的耐水性降低，应以单体加入量的8%~10%为宜 。
4 结论
1） 采用共聚的方法制备环氧改性的乙-丙乳液，工艺简单，乳液稳定性好。
2） 选用中等相对分子质量的环氧树脂改性乙-丙乳液，反应易控制，乳液综合性能
好。
以环氧改性的乙-丙乳液为基料配制的涂料，耐腐蚀性、耐水性、附着力等性能均大大提高。