【地坪网资讯】摘要：介绍了水性环氧丙烯酸树脂的合成，及其与水性氨基树脂配制水性浸涂漆的工艺。讨论了单体、中和剂、助溶剂、水性氨基树脂等因素对涂料性能的影响。

关键词：水性环氧丙烯酸树脂；水性氨基树脂；水性浸涂漆

0引言

随着环保法规的强化，溶剂型涂料受到限制，从而促使涂料向高固体分涂料、水性涂料等环保型涂料的方向发展，尤其以水作溶剂的水性涂料具有节省资源、低VOC排放量等优点而获得迅速发展。

本文研制的水性环氧丙烯酸浸涂漆不仅保留了溶剂型涂料的优点，而且使形状复杂工件的涂装简单化，主要用于汽车底盘的涂装。经过三年多的使用，该浸涂漆完全能满足各项性能的要求。

1实验部分

1.1水性环氧丙烯酸树脂的制备

1.1.1原材料

丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、苯乙烯、环氧树脂、二甲基乙醇胺、丁醇、过氧化苯甲酰、乙二醇醚类溶剂，均为工业级。

1.1.2制备工艺

在 装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的四口烧瓶中加入丁醇和环氧树脂，升温到110℃，匀速搅拌下滴加溶有过氧化苯甲酰的混合单体，在1.5～2h内滴完；滴 加完毕后，保温至转化率大于98%，加入乙二醇醚类溶剂，然后加入二甲基乙醇胺进行中和，至所得的环氧丙烯酸树脂pH值7～7.5，并用一定量去离了水稀 释至固含量为50%±2%，出料，制得淡黄色透明粘稠状水性环氧丙烯酸树脂。

1.2水性环氧丙烯酸浸涂漆的配制

水性环氧丙烯酸浸涂漆配方见表1。

表1水性环氧丙烯酸浸涂漆配方

原料名称   规格   质量分数/%  
水性环氧丙烯酸树脂   自制，50%±2%   40～60  
水性氨基树脂   国产，75%±2%   5～12  
色素炭黑   国产，工业品   2～3  
滑石粉   国产，工业品   3～10  
高岭土   国产，工业品   5～10  
多聚磷酸铝   国产，工业品   4～8  
分散剂   进口   适量  
消泡剂   进口   适量  
专用稀释剂   自制   15～25  

生产工艺：将部分水性环拉丙烯酸树脂、专用稀释剂和全部分散剂投入调漆缸中，搅拌均匀后，加入各种颜填料，分散均匀后，用砂磨机研磨至细节≤30μm，补足剩余的水性环氧丙烯酸树脂、消泡剂、水性氨基树脂、稀释剂，搅拌均匀，过滤，包装。

1.3水性环氧丙烯酸浸涂漆性能指标

研制的水性环氧丙烯酸浸涂漆的性能指标见表2。

表2 水性环氧丙烯酸浸涂漆的性能指标

检验项目   指标   检测方法  
漆膜外观   黑色，平整光滑   目测  
粘度（涂-4杯）/s   150～170   GB/T 1723-93  
细度/μm   ≤30   GB/T 1724-89  
干燥时间（150℃）/min   15   GB/T 1728-89  
柔韧性/mm   1   GB/T 1731-93  
耐冲击性/cm   50   GB/T 1732-93  
附着力/级   ≤2   GB/T 1720-89  
硬度   ≥0.5   GB/T 1730-93  
耐水性（168h）   无变化   GB/T 1733-93  
耐120号汽油性（72h）   无变化   GB/T 1734-93  
耐盐水性（3% NaCl,48h）   不起泡   GB/T 1763-89  

2结果与讨论

2.1单体的选择

环 氧丙烯酸树脂配方的关键是选用单体，通过不同单体的组合来满足漆膜特性的技术要求。共聚物的玻璃化温度（Tg）很重要，共聚物发生玻璃化转变时，许多物理 性能，特别是力学性能随之发生急剧的变化。根据公式推算出共聚物的Tg，调整树脂的硬度，并引入羟基和羧基达到水溶性和交联官能团。所用单体的物理性能及 主要作用见表3。

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表3 所用单体的物理性能及主要作用

单体名称   分子量   沸点/℃   均聚物Tg/℃   作用  
丙烯酸   72.06   142   106   提供水溶性及交联点  
丙烯酸丁酯   128.17   147   -54   提供柔韧性  
苯乙烯   104.14   145.2   100   提供硬度  
甲基丙烯酸甲酯   100.12   101   105   提供硬度  
丙烯酸羟丙酯   130.08   77   73   提供交联点  

选择上面几种单体的不同配比制备树脂，随着共聚物Tg的下降，漆膜的柔韧性好，起泡倾向减小。

2.2中和剂的选择

制 备所用的水溶性树脂的方法之一，是用有机胺来中和环氧丙烯酸树脂上的羧基成盐，从而获得水溶性。有机胺具有挥发性，在涂料加热成膜时，由于有机胺的挥发而 释放出—COOH，与涂料中的氨基树脂反应，形成性能优良的交联涂膜。胺的选用影响涂料的粘度、贮存稳定性，以及涂膜固化及其性能等。水性漆膜烘烤起泡和 表面起皱，胺是影响因素之一。三乙胺碱性强，反应向成盐方向进行，其用量少，沸点低，它一到达表面后就马上挥发成膜，涂膜表面干燥，但内部还没有干透，引 起表面缺陷。而二甲基乙醇胺刚好与之相反，故本实验选用二甲基乙醇胺作为中和剂。

2.3助溶剂的选择

为了提 高树脂的水溶性，调节兴料的粘度和涂膜的流平性，必须加入少量亲水性助溶剂，如低级的醇和醇醚类溶剂。本配方选择乙二醇醚类、丁醇为助溶剂，与水按一定比 例混合使用，所得涂料的施工固体分高，粘度适中，涂膜外观、流平性佳。乙二醇醚类溶剂对人体伤害大，可用丙二醇醚类溶剂代替。

2.4水性氨基树脂固化剂用量的选择

选择水性氨基树脂与环氧丙烯酸树脂交联成膜，使之成为不熔不溶的涂膜。氨基树脂的用量对涂膜的物理性能，如耐冲击性、柔韧性、硬度、附着力等有影响。不同用量的氨基树脂对涂膜性能的影响见表4。

表4 环氧丙烯酸树脂与氨基树脂配比的影响

环氧丙烯酸树脂/氨基树脂   硬度   耐冲击性/cm   柔韧性/mm   附着力/级  
8.5/1   0.34   50   1   1  
7.5/1   0.65   50   1   1  
6.5/1   0.73   50   1   1  
5.5/1   0.78   50   2   1  

由表4可见，环氧丙烯酸树脂与氨基树脂配比为6～8：1时，涂膜的综合性能较好。

2.5颜料的选择

水 性涂料以水作溶剂，多数树脂呈弱碱性，所以水性涂料用的颜料与溶剂型涂料用的颜料有所不同。水性涂料要求颜料能够耐高温，颜料在水中不发胀，颜料色浆同水 不返粗，颜料pH值接近中性。pH值太高，容易引起树脂皂化；pH太低，呈酸性，则导致树脂絮凝分层。本实验中所用的颜填料符合此要求。