环保型纳米TiO2改性水性环氧涂料的研制

By | 2020年7月28日

建材网高伟华,冯思静
  
  (辽宁工程技术大学环境科学与工程学院,辽宁阜新123000)
  
  摘要:通过正交实验和单因素实验,以涂膜的拉伸强度为依据,确定了纳米TiO2改性水性环氧涂料时,制备环氧-甲基丙烯酸乙酯接枝共聚乳液的单体过氧化苯甲酰(BPO)和甲基丙烯酸乙酯(EMA)的较佳用量,适当的反应时间和反应温度,固化剂的较佳添加量,以及纳米TiO2的较佳添加量。对涂膜进行了红外光谱和热重分析,对比检测了未改性环氧涂料、EMA改性环氧涂料、纳米TiO2改性水性环氧涂料的各方面性能。结果表明,纳米TiO2改性水性环氧涂料的各方面性能良好,涂膜具有较高的机械强度、良好的附着力、较好的热稳定性和耐水、耐酸碱性能。
  
  关键词:环氧-甲基丙烯酸乙酯乳液;水性涂料;纳米TiO2
  
  中图分类号:TQ637文献标识码:A文章编号:1008-9500(2012)02-0034-03
  
  目前常用的环氧树脂涂料大部分是溶剂型,其中的有机挥发物大多属于易燃易爆及有毒物质。如直接排放到大气中,在紫外线辐射下会产生光烟雾或形成酸雨,对环境造成严重污染[1]。因此,对环氧树脂涂料的水性化研究具有重要意义。因环氧树脂较脆,其力学性能不够完善[2],而纳米TiO2颗粒小,具有极强的表面活性,与环氧树脂结合可明显提高涂层的结合力、硬度和拉伸强度[3]。通过化学接枝改性法,将甲基丙烯酸乙酯接枝到环氧树脂上使其获得亲水基而水性化,并添加纳米TiO2,使制备的涂料具有较好的拉伸强度,良好的附着力,较高的热稳定性和耐水、耐酸碱性能。
  
  1·实验部分
  
  1.1主要原料
  
  环氧树脂E-44,沈阳正泰防腐材料有限公司;过氧化苯甲酰,沈阳华特化学有限公司;甲基丙烯酸乙酯,沈阳德美化工有限公司;乙二胺,沈阳靠前有机化工股份有限公司;纳米TiO2(30~50nm),上海润和纳米材料公司。
  
  1.2主要仪器与设备
  
  数显恒温水浴锅,HH-4型,常州国华电器厂;傅里叶红外光谱,FT2000型,美国尼高力公司;热重测试仪,STA449C型,德国耐驰公司;拉伸试验机,XLD-1KN型,承德试验机有限责任公司。
  
  1.3制备工艺
  
  在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝管及温度计的四口烧瓶中依次加入一定量的E-44,EMA,BPO,控制反应温度和反应时间制备接枝共聚物;接着加入一定量的氨水和蒸馏水,调节pH值为7左右得乳液,室温保存。较后依次加入纳米TiO2、二甲基硅油,高速搅拌即得环保型纳米TiO2改性水性环氧涂料,与相应的固化剂乙二胺配量使用。配方见表1所示。

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  表1纳米TiO2涂料的基础配方

  1.4性能检测
  
  傅里叶红外光谱仪检测内部基团;热重测试仪检测其热稳定性;吸水率根据GB/T1738-1979《绝缘漆漆膜吸水率测定法》标准测定;附着力按照GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》标准测定;贮存稳定性根据GB/T6753.3-1986《涂料贮存稳定性试验方法》进行测定;拉伸强度根据GB/T16421-1996《塑料拉伸性能小试样试验方法》标准测定;耐水性根据GB/T1733-1993《漆膜耐水性测定法》标准测定;耐酸性和耐碱性根据GB/T1763-1979《漆膜耐化学试剂性测定法》标准测定。

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