阴极电泳涂料用丙烯酸改性环氧树脂的制备_环氧树脂_中国百科网
阴极电泳涂料用丙烯酸改性环氧树脂的制备
    　　摘　要：环氧树脂经扩链改性后,采用丙烯酰胺为交联性功能单体,甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯为硬单体、丙烯酸丁酯为软单体,与环氧树脂接枝共聚,制备阴极电泳涂料用丙烯酸改性环氧树脂。漆膜耐水、耐酸、耐碱、耐冲击性好,膜厚19&m,附着力1级,硬度3H。单因素实验确定接枝反应的较佳条件为丙烯酰胺的用量为4&0%,引发剂过氧化苯甲酰的加入量为0&15%,接枝温度为115℃。
　　关键词：环氧树脂;丙烯酸;改性;阴极电泳涂料
　　中图分类号：TQ 630&4　　文献标识码：A　　文章编号：10)06-0044-04
　　0　引　言
　　阴极电泳涂料采用阴极电泳涂装的方式,具有不腐蚀涂装物、高效、节能及环境友好等优点,已在汽车工业及其他金属涂装领域得到了广泛应用[1]。
　　环氧树脂具有良好的附着力,较强的耐腐蚀性,适宜用于底漆,其缺点是漆膜硬而脆,且耐候性不佳。丙烯酸树脂具有优良的耐腐蚀性、耐紫外光性、耐候性和光泽。两者经配方调节,可得到能制备不同玻璃化温度、不同硬度漆膜的涂料[2-4]。
　　为兼顾体系混容性及漆膜的附着性能,实验采用先将低相对分子质量的环氧树脂进行扩链改性,再以丙烯酰胺为交联性功能单体,甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯为硬单体、丙烯酸丁酯为软单体,与环氧树脂接枝共聚,制备阴极电泳涂料用丙烯酸改性环氧树脂。
　　1 　实验部分
　　1&1　主要试剂
　　环氧树脂E-44:环氧值0&41~0&47,工业级;双酚A、聚乙二醇400、二乙醇胺(DEA)、乳酸:化学纯;苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA):分析纯,碱洗;过氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN) :化学纯;丙烯酰胺(AM)、异丙醇、环己烷、二甲苯:分析纯。
　　1&2　仪器
　　索氏提取器:浙江杭州旷维实验室设备有限公司;差示扫描量热仪DSC-60:日本岛津公司; FT-IR Nicolet5700:美国热电尼高力公司; PHS-25型数显pH计:上海智光仪器仪表有限公司;T1220涂层测厚仪:上海峰志仪器有限公司;漆膜冲击器:上海安锐自动化仪表有限公司;DDS-307电导率仪:上海申骋仪器科技有限公司。
　　1&3　制备实验
　　1&3&1　环氧树脂的扩链及接枝改性
　　在装有搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、温度计、氮气导入管的500 mL四口烧瓶中加入环氧树脂E-44、聚乙二醇和适量二甲苯,升温至130℃,恒温反应2~3 h后加入扩链剂双酚A,继续反应3~5 h。反应后的体系降温至110℃后,将处理好的苯乙烯(ST)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酰胺等单体按一定比例混合后与引发剂BPO在1~2 h内滴加到反应体系中,搅拌反应2 h后补加AIBN。降温至85℃,滴加一定量二乙醇胺[5](环氧树脂质量的38&6% ),反应2&5 h,缓慢滴加一定量乳酸(理论中和量90% )和去离子水, pH=6&0后降温出料。 1&3&2　漆膜制备及涂装
　　以去离子水调节阴极电泳涂料固含量到20%,用不锈钢板作阳极,用经脱脂,磷化处理的马口铁板作阴极,在150 V下电泳3 min,水洗,在180℃下烘烤30 min即可。
　　1&4　测试方法
　　1&4&1　接枝率的测定
　　产品加入一定量的甲醇充分搅拌,完全沉淀出接枝物和单体共聚物,过滤、真空干燥。然后在索氏抽提器中用异丙醇萃取,除去单体共聚物,干燥至恒质量,称量。见式(1)。接枝率=(mA-mB) /mA式(1)
　　式中,mA为反应前接枝单体的总质量,mB为单体共聚物的质量。 1&4&2　红外分析
　　将产物经过环己烷、异丙醇萃取后,将不溶物真空干燥,溴化钾压片法。
　　1&4&3　漆膜玻璃化温度
　　参比物:&-Al2O3;气氛:N2;升温速率: 10℃/min。
　　1&4&4　漆膜性能测试方法
　　GB/T 漆膜耐冲击测定法; GB/T 涂膜附着力测定法;GB/T 涂膜硬度铅笔测定法;GB/T 漆膜厚度测定法;GB /T 漆膜耐水性测定法;GB 漆膜耐化学试剂性测定法。
　　2　结果与讨论
　　合成工艺路线是先对低相对分子质量环氧树脂进行扩链改性,然后用烯酸类单体接枝改性。为了进一步提高漆膜的综合性能,特别是用了功能性单体丙烯酰胺,其在一定温度下与羟基发生反应,起交联剂作用。经大量前期试验,得出环氧树脂的扩链及接枝改性基本配方见表1。
　　2&1　接枝改性条件的确定
　　2&1&1　BPO浓度对接枝反应的影响
　　接枝反应属于自由基连锁聚合反应,引发剂的数量及活性将影响环氧树脂的接枝率及支链性能。在温度115℃,反应时间为2 h下,反应配方见表1,考查BPO用量(以树脂质量计)对接枝率的影响,结果见图1。
　　由图1可见,接枝率随着BPO浓度增加而提高,且引发剂浓度达到一定值时,接枝率的变化趋于平缓。当引发剂BPO浓度较低时,产生的初始自由基很少,链转移后形成的大分子自由基含量低,只有较少的丙烯酸类单体在E-44表面发生接枝共聚反应。随BPO浓度的提高,在E-44表面生成的大分子自由基量提高,提供更多的反应活性点,导致接枝率上升;如果引发剂产生的自由基相对于E-44总量已饱和,则多余的自由基并不参与接枝反应,而是发生其他转化。BPO浓度为0&15%时,接枝率为64&2%。此后,BPO浓度再增加则乳液颜色变深,当BPO浓度为0&2%时,乳液变为深黄色,将最终影响漆膜质量,因此将BPO的用量确定在0&15%左右。
　　2&1&2　温度对接枝反应的影响
　　体系中,存在丙烯酸类单体之间聚合与丙烯酸类单体和环氧树脂接枝共聚这两类竞争反应,若接枝共聚反应占主导地位,则环氧树脂链上接入了较多的亲水基团,使得树脂的水分散性和稳定性较好;若丙烯酸类单体之间聚合占主导地位,则由于环氧树脂和丙烯酸类共聚物不互容,体系水分散性和稳定变差,出现沉降分层等现象。
　　竞争性反应可以通过反应温度来控制。在BPO用量为0&15%,反应时间为2 h下,反应配方见表1,考查接枝反应温度对乳液稳定性的影响,结果见表2。
　　由表2可见,在温度105℃和120℃的条件下,乳液出现了分层或沉淀现象,这是因为引发剂(BPO)自由基夺取环氧树脂中亚甲基上的氢原子需要较高能量,因此,低温时,主要是丙烯酸类单体之间发生聚合反应。当温度升高到120℃时,乳液也出现了分层,这可能是因为接枝反应温度过高,导致BPO分解太快,丙烯酸类单体自由基增加,发生丙烯酸类单体之间的聚合反应。因此接枝反应温度应控制在115℃,此时树脂的分散性和乳液的稳定性相对较好。
　　2&1&3　反应时间对接枝反应的影响
　　在BPO用量为0&15%,反应温度为115℃下,反应配方见表1,考查接枝反应时间对乳液稳定性的影响,结果见图2。
　　由图可见,随反应时间的延长,接枝率得以较大幅度的提高,达2 h时,二者反应达到极限,接枝率最高。
　　2&1&4　丙烯酰胺用量对漆膜性能的影响
　　配方中,作为功能性单体的丙烯酰胺既具有交联剂的作用,又在环氧树脂上引入亲水基团增加了环氧树脂的水溶性。因此,丙烯酰胺用量对漆膜的性能影响较大。有研究表明丙烯酰胺在引发剂BPO的作用下易着色,其用量过多容易导致漆膜泛黄,对最终漆膜的质量造成一定影响,因此要严格控制丙烯酰胺的用量。表3为丙烯酰胺用量对漆膜性能的影响。由表3可知,丙烯酰胺用量宜选4&0%。
　　2&2　接枝改性环氧树脂性能测试
　　2&2&1　红外分析
　　扩链环氧树脂(a)、接枝改性环氧树脂(b)的红外分析图谱见图3。
　　由图3可见,接枝改性后在1 730 cm-1附近出现羰基的吸收峰,从而说明了丙烯酸单体已和环氧树脂发生反应。在915 cm-1处环氧基的特征吸收峰强度略有变小,说明仅有少部分丙烯酸类单体与环氧基进行开环聚合,大部分丙烯酸类单体进行的是接枝聚合反应。
　　2&2&2　漆膜的玻璃化温度
　　将丙烯酸接枝改性环氧树脂配制成乳液,涂装固化后的差示量热扫描图见图4。
　　由图4可见,改性树脂涂料玻璃化转变在温度50~70℃,介于环氧树脂(89&7℃)和丙烯酸共聚物(计算值43&7℃)的玻璃化转变温度之间,证明丙烯酸单体与环氧树脂发生了接枝反应。继续升高温度,未见明显热效应,漆膜稳定性好。
　　2&2&3　漆膜的其他理化性能
　　涂装固化后制备漆膜,测量其各类理化性能见表4。
　　由表4可见,涂膜有较好的耐水、耐酸碱性能;通过划格试验,切割边缘平整光滑,无明显的脱落,涂膜附着力较好;通过上述检测,得到了外观平整,综合性能优良的漆膜。
　　3　结　语
　　(1)环氧树脂经扩链改性后,采用丙烯酸类单体与环氧树脂接枝共聚制备阴极电泳涂料用改性环氧树脂。涂装漆膜耐水、耐酸、耐碱、耐冲击,膜厚19&m,附着力1级,硬度3H。
　　(2)通过单因素实验确定接枝反应的较佳条件为丙烯酰胺的用量为4&0%,过氧化苯甲酰的加入量为0&15%,接枝温度为115℃。
　　参考文献
　　[1]　倪玉德.涂料制造技术[M].北京:化学工业出版社, 2003.
　　[2]　蔡斯让,郭宁,张瑞珠,等.丙烯酸酯接枝共聚改性聚氨酯乳液的结构与性能[J].涂料工业, ): 2-14.
　　[3]　MATSUMURA A, OOSHITA A, SATO T.Water-dispersed resincompositions
　　containing acrylic polyurethanes: JP,
　　[4]　李田霞,陈峰.环氧丙烯酸阴极电泳涂料的研究[J].涂料工业,): 19-22.
　　[5]　胡剑青,周子鹄,瞿金清,等.自分层环氧-丙烯酸复合阴极电泳涂料的研制[J].云南大学学报(自然科学版), A):208-212.
Copyright by ；All rights reserved.丙烯酸酯改性环氧阴极电泳涂料的研究(一)_能源环保资讯_荟萃网库
[ &&荟萃网库主站： && ]
& （请输入关键词，搜索结果只显示前50个）
丙烯酸酯改性环氧阴极电泳涂料的研究(一)
摘要:制备了一种以聚丙二醇增韧改性的环氧树脂为母体,接枝丙烯酸单体所形成主体树脂,经离子化反应得到阴极电泳涂料。详细研究了环氧增韧改性和丙烯酸单体接枝共聚合反应的引发剂种类及用量、反应温度、溶剂种类及用量等因素对漆膜性能的影响,发现与未进行增韧改性的环氧树脂产物比较,涂膜光泽和柔韧性均有显著改善。
关键词:环氧树脂;增韧;丙烯酸;接枝;阴极电泳涂料
阴极电泳涂料由于具有优异的防腐蚀性、高泳透力、高流平性、高装饰性、涂装自动化程度高、不溶解被涂物、槽液稳定以及环境友好等优点,已经在汽车工业及其他金属涂装领域得到了广泛应用。
丙烯酸改性环氧类阴极电泳涂料既有环氧树脂的高强度、耐化学品性,又有丙烯酸树脂的丰满度和耐候性。但由于作为此种电泳涂料常用的基体树脂&&&环氧树脂(大多为双酚A型),它的一大缺点是硬而脆,致使这类产品普遍存在柔韧性不佳、光泽不高等缺陷。针对阴极电泳涂料存在的上述问题,本文首先采用了柔性扩链剂聚丙二醇增韧改性环氧树脂,以此树脂为母体,接枝丙烯酸单体形成主体树脂,经离子化反应得到阴极电泳涂料。详细研究了环氧增韧改性和丙烯酸单体接枝共聚合反应的引发剂种类及用量、反应温度、溶剂种类及用量等因素对漆膜性能的影响,发现与未进行增韧改性的环氧树脂产物比较,涂膜光泽和柔韧性均有显著改善。
1.1主要原料
环氧树脂DER-331J(环氧当量175～190):陶氏化学;聚丙二醇:(工业级,PPG);甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺:工业级;二乙醇胺、乳酸:化学纯;过氧化苯甲酰(BPO)、偶氮二异庚腈(ABVN):分析纯。
1.2涂料的制备
1.2.1基本配方
表1是在大量实验基础上得到的一个典型配方。
1.2.2合成工艺
(1)环氧树脂的扩链改性
在装有搅拌器、冷凝器、滴液漏斗、温度计、氮气导入管的500mL四口玻璃反应瓶中,依次加入环氧树脂、聚丙二醇(增韧改性剂)、二甲苯、催化剂N,N-二甲基苄胺,在130℃下搅拌反应2～3h后,再加入双酚A(扩链剂)继续反应4～6h,取样测定产物的环氧值。
表 1 基本配方
2)增韧后的环氧树脂接枝改性
上述制备的增韧改性的环氧树脂降温至110℃后,将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺和溶剂按一定比例混合后,与引发剂(BPO)溶液一起在1～2h内滴加到反应体系中,搅拌反应1h后补加ABVN,然后再保温2～3h。
(3)树脂的离子化反应
将上述反应体系降温至90℃后,向体系中滴加二乙醇胺,并于100℃下搅拌反应2～3h,然后降温至80℃后,加入一定量的乳酸(理论中和量的90%),最后加入去离子水,即制得固体分为30%左右的阴极电泳涂料。
(4)漆膜的制备
以去离子水调节阴极电泳涂料固含量到19%,于28℃下熟化24h。在极间电压90V,槽液温度28℃,电泳时间150s的涂装条件下,在马口铁试片上使用上述制备的阴极电泳涂料进行电泳涂装,涂装完成后,将马口铁试片于140℃下烘烤30min。
1.3仪器设备和漆膜性能测试
PHS-3C精密PH计;QFD型电动漆膜附着力试验仪;QHQ型涂膜铅笔划痕硬度计;美国Waters公司GPC仪;QJL冲击实验机;DV-1旋转式智能数显黏度计;Nexus670FT-IR红外测试仪;日本日立公司H-800-1型透射电子显微镜;英国Malvern公司Nano-ZS纳米粒径及电位分析仪。
荟萃网库版权及免责声明：
1、凡本网注明“来源：荟萃网库” 的所有作品，版权均属于荟萃网库，未经本网授权，任何单位及个人
　 不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注
　 明“来源：荟萃网库”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
2、凡本网注明“来源：XXX（非荟萃网库）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，
　 并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
3、如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在30日内进行。
　　 荟萃网库行业资讯君，已阅读到文档的结尾了呢~~
磷酸酯硅氧烷丙烯酸接枝改性水性环氧树脂的制备与性能研究,丙烯酸聚硅氧烷面漆,甲基丙烯酸磷酸酯,丙烯酸磷酸酯,丙烯酸聚硅氧烷树脂,烷基丙烯酸酯磷酸酯,丙烯酸改性聚硅氧烷,丙烯酸聚醚磷酸酯,丙烯酸聚硅氧烷,环氧磷酸b40酯
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
磷酸酯硅氧烷丙烯酸接枝改性水性环氧树脂的制备与性能研究
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口君，已阅读到文档的结尾了呢~~
环氧接枝改性水性丙烯酸树脂的制备,环氧丙烯酸酯,环氧丙烯酸,甲基丙烯酸环氧丙酯,水性环氧树脂,水性环氧,水性丙烯酸乳液,水性丙烯酸,水性环氧地坪漆,水性环氧涂料,水性环氧地坪
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
环氧接枝改性水性丙烯酸树脂的制备
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口小木虫 --- 500万硕博科研人员喜爱的学术科研平台
&&查看话题
丙烯酸改性环氧树脂爆聚
我在实验室使用丙烯酸改性环氧树脂的过程中，最近总是出现爆聚现象，以下为具体情况：
& && &环氧溶解后，匀速滴加丙烯酸单体和引发剂的缓和溶液（丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸甲酯、BPO、溶剂），反应温度115℃，滴加时间2小时，保温1小时。
& && &有以下几个疑问：
1、最近总是发生爆聚，但不是每一次都爆聚，之前没有这个情况。
2、水对体系有没有影响，如果反应初始阶段含有水，是否会导致爆聚？
3、匀速滴加是否会导致爆聚？是否应该开始缓慢滴加，1小时再提高反应速度。
4、温度对反应的影响？我看文献说最适合的反应温度是115℃（温度超过120℃，接枝率低，发黄，），可是我115℃反应就会发黄！
& &&&是否可以给讲讲水分、反应温度以及滴加速度对 反应产生的影响，以及聚合机理！十万火急！跪谢！
研究生必备与500万研究生在线互动！
扫描下载送金币