水性环氧/丙烯酸自分层转锈涂料的研制

摘要

本文采用水性环氧/丙烯酸体系，探究自分层行为发生的可能。自分层行为是利用不同种类树脂的分子间作用、极性、溶解度等方面的不同，在涂层干燥固化过程当中，两相的流动，使树脂发生相分离，形成逐渐分层的构造。在自分层的基础上研制自分层转锈乳液，开发出一种水性转锈自分层涂料，该涂料不仅拥有环氧树脂优异的附着力，还具有丙烯酸树脂的耐候性。该涂料可以直接在带锈底材上涂刷，并表现出优异的防腐性能。一次涂装即可，既环保又可节约人工成本。
　　首先，本文选择较为常见的环氧树脂乳液和丙烯酸树脂作为成膜物质。将环氧树脂的环氧值大小和丙烯酸树脂的极性强弱，作为体系能否发生分层的重要考察点。采用盐酸-丙酮滴定法，测定所选择的环氧树脂的环氧值，在不同的比例下，和极性很强的AP1321丙烯酸树脂混合，利用傅里叶红外光谱对涂膜的正反两面做红外分析，并通过徕卡显微镜对涂膜切面的观察，进一步判断涂膜能否发生分层现象。经研究表明，当环氧树脂的环氧值在1.5左右时，才能与丙烯酸树脂发生分层现象;环氧树脂和丙烯酸树脂的比例在2∶1到1∶2之间时，比较有利于涂膜分层;固化剂过多时，会妨碍分层的发生;涂膜厚度对分层的影响不大。
　　以环氧树脂和丙烯酸树脂为主要组分，配制成转锈自分层乳液，通过对涂层的外观，附着力，转锈效果的观察分析，来确定转锈剂、环氧树脂、丙烯酸树脂、固化剂和溶剂的最佳用量。发现，调整固化剂和溶剂的用量，使涂层的表干时间在5h以上时，涂层即可以发生分层现象。
　　以该转锈自分层乳液为基料，纳米二氧化硅、硫酸钡、三聚磷酸铝为填料，研制了一种水性转锈自分层涂料。此涂料的附着力为1级，硬度能够达到2H，酸性盐雾实验400小时，涂层表面无变化，不反锈、不起泡，说明该涂料具有较好的防腐性能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 金属的腐蚀及防护

1．2 水性转锈涂料的种类及研究进展

1．3 自分层涂料的简介及作用机理

1．4 本论文的研究背景和内容

2 实验方法

2．1 实验药品及仪器

2．2 自分层转锈乳液制备

2．3 自分层涂料的制备工艺

2．4 乳液及涂料的分析测试和表征方法

3 水性环氧树脂乳液与丙烯酸树脂的自分层行为研究

3．1 成膜物质对分层的影响

3．2 固化剂含量对分层的影响

3．3 涂层厚度对分层的影响

3．4 本章小结

4 自分层转锈乳液的制备

4．1 转锈剂含量对乳液性能的研究

4．2 环氧树脂含量对乳液性能的研究

4．3 溶剂含量对乳液性能的研究

4．4 固化剂含量对乳液性能的研究

4．5 丙烯酸树脂含量对乳液性能的研究

4．6 本章小结

5 转锈自分层涂料的制备

5．1 三聚磷酸铝含量对涂料性能的研究

5．2 二氧化硅掺量对涂料性能的研究

5．3 硫酸钡掺量对涂料性能的研究

5．4 填料对涂层性能的影响研究

5．5 本章小结

6 主要结论及研究展望

6．1 本文的主要结论

6．2 本文创新点

6．3 研究展望

参考文献

致谢