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水性聚氨酯引言为了减少涂料对环境的污染和对消费者健康的损害, 许多国家对溶剂型涂料的限制越来越严格, 从而使涂料由溶剂型向水基型的转变成为必然。
早在2005 年我国就已开始控制新的溶剂型涂料生产企业的审批, 到2008 年将对溶剂型涂料的生产和销售实行控制。
低污染涂料的发展方向有水性化、高固体分化和粉末化三种。
与其他两种涂料相比, 水性涂料因为具有来源方便、易于净化、成本低、黏度低、良好的涂布适应性、无毒性、无刺激及不燃性等特点, 已成为环境友好型涂料的主要发展方向。
一、水性聚氨酯涂料的性能聚氨酯( PU) 涂料是涂料业中增长速度最快的品种之一。
水性聚氨酯( WPU) 涂料是以水性聚氨酯树脂为基础, 以水为分散介质配制的涂料, 除具有水性涂料的特点以外, 它还有以下突出的优点:1)涂膜对塑料、木材、金属及混凝土等表面的附着力好, 抗磨性、耐冲击性好。
脂肪族聚氨酯水性涂料的户外耐久性好, 综合性能接近溶剂型聚氨酯涂料2) 和其他乳胶涂料相比, 其低温成膜性好, 不需要成膜助剂, 也不需要外加增塑剂、乳化剂或分散剂。
3) 容易通过交联反应进行改性, 可提高耐溶剂性和抗化学性, 改进耐水性, 对颜料( 包括金属颜料) 有良好的适应性, 也可提供高光泽涂膜。
所含羟基可以适用一些交联剂和固化剂, 可进一步改进涂膜性能。
4) PU 分子具有可裁剪性, 结合新的合成和交联技术可有效控制涂料的组成和结构, 为改进其性能提供了更多的途径。
WPU 诸多的优点, 使其成为目前发展最快的涂料品种之一。
2 水性聚氨酯涂料的研究进展WPU 分为单组分和双组分。
单组分WPU 涂料聚合物的对分子质量较大, 成膜过程中一般不发生交联反应, 具有施工方便的优点; 双组分WPU涂料由含羟基的水性树脂和含异氰酸酯基的固化剂组成, 施工前将两者混合, 成膜过程中发生交联反应, 涂膜性能好。
由于在水性聚氨酯分子中引入了亲水基团, 所以耐水性、耐溶剂性和耐候性等较差是WPU 涂料存在的主要问题, 为此, 近几年来国内外学者对WPU 的改性进行了大量研究, 并取得了很大进展。
《二氧化硅气凝胶改性水性聚氨酯涂料的制备与性能研究》篇一一、引言随着环保意识的日益增强，水性涂料因其低污染、低能耗等优点逐渐成为涂料领域的研究热点。
而二氧化硅气凝胶因其具有独特的纳米结构和优良的物理化学性质，也被广泛应用于各种高性能复合材料的制备中。
因此，本文提出了一种将二氧化硅气凝胶引入水性聚氨酯涂料中的改性方法，以提高其性能并拓宽其应用领域。
二、实验部分（一）实验材料与设备实验材料包括水性聚氨酯树脂、二氧化硅气凝胶、助剂等；实验设备包括搅拌器、喷枪、烘箱等。
（二）制备方法1. 制备二氧化硅气凝胶：采用溶胶-凝胶法合成二氧化硅气凝胶，并进行干燥处理。
2. 改性水性聚氨酯涂料：将制备好的二氧化硅气凝胶与水性聚氨酯树脂、助剂等按照一定比例混合，搅拌均匀后得到改性水性聚氨酯涂料。
（三）性能测试与表征采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、红外光谱（IR）等手段对二氧化硅气凝胶及改性水性聚氨酯涂料的微观结构和化学组成进行表征；通过涂层附着力测试、硬度测试、耐候性测试等手段评价涂料的性能。
三、结果与讨论（一）微观结构与化学组成通过SEM和TEM观察发现，二氧化硅气凝胶具有独特的纳米多孔结构，且在水性聚氨酯涂料中分散均匀。
IR分析表明，二氧化硅气凝胶与水性聚氨酯树脂之间形成了良好的化学键合。
（二）涂层性能1. 附着力：改性后的水性聚氨酯涂料具有优异的附着力，能够很好地附着在各种基材上，如金属、木材等。
2. 硬度：改性后的涂料硬度得到显著提高，具有较好的耐磨性能。
3. 耐候性：二氧化硅气凝胶的引入提高了涂料的耐候性能，使其在紫外线、湿热等恶劣环境下具有较好的稳定性。
4. 其他性能：改性后的涂料还具有较好的耐化学腐蚀性能、抗划痕性能等。
（三）性能改善机制分析二氧化硅气凝胶的引入使得水性聚氨酯涂料的性能得到显著改善。
这主要是由于二氧化硅气凝胶的纳米多孔结构提供了良好的物理屏障，提高了涂层的硬度和耐磨性能；同时，二氧化硅气凝胶与水性聚氨酯树脂之间的化学键合增强了二者之间的相互作用，提高了涂层的附着力和耐候性能。
摘要目前人们对生活品质的要求在不断提高，绿色环保的理念深入人心，苯丙乳液作为水性涂料的成膜物质具有污染小，成膜温度低，粘结强度高等优点。
但是在耐水性，防腐性，耐磨性等方面存在一些不足，因此对其进行功能化改性受到了广泛的重视。
本文首先综述了近年来石墨烯，有机硅，有机氟，自交联单体等功能性原料改性丙烯酸酯乳液的研究进展，同时详细的介绍了改性后的丙烯酸树脂乳液的应用，并对今后的发展进行展望。
其次利用不同的功能单体对苯丙乳液进行改性，并对制备的乳液的性能进行一系列的分析和研究。
研究结果表明，采用羟甲基丙烯酰胺/丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺/己二酸二酰肼、乙烯基三乙氧基硅烷为交联单体，当羟甲基丙烯酰胺/丙烯酸含量为5%时，乳液的吸水率达到最低; 双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼比例为1:1时，乳胶膜的交联度最大; 乙烯基三乙氧基硅烷含量为4%时，乳胶膜表现出了优异的耐热性能，且乳液及乳胶膜的综合性能达到最好。
最后采用KH560、KH570和KH590三种硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行表面修饰，然后通过机械共混的方法将功能化氧化石墨烯添加到苯丙乳液中完成对苯丙乳液的改性。
结果表明，KH560、KH570和KH590添加量分别为0.5%、0.7%、0.3%时，乳液的防腐蚀性能、耐介质性和耐盐雾性能达到最优。
研究还发现，采用反应型乳化剂SR-10，且当叔碳酸乙烯酯和苯乙烯的质量比为1:9时乳液的吸水率最低，乳液和乳胶膜的综合性能最好。
关键词苯丙乳液；自交联；氧化石墨烯；硅烷偶联剂；叔碳酸乙烯酯AbstractIn recent years, people's requirements for quality of life are constantly improving, and the concept of green environmental protection is deeply rooted in people's minds. As a film-forming substance for water-based paints, styrene-acrylic emulsion has advantages of low pollution, low film forming temperature and high bonding strength. However, styrene-acrylic emulsion has some shortcomings in water resistance, corrosion resistance and wear resistance, so its functional modification has received extensive attention.First, the research progress of acrylate emulsion modified by graphene, silicone, organic fluorine and self-crosslinking monomer in recent years were reviewed in this paper. The application of modified acrylic resin emulsion was introduced in detail, and the future development was prospected. Then styrene-acrylic emulsion was modified by different functional monomers, and the properties of the prepared emulsions were analyzed and studied. The results showed that the water absorption rate of the emulsion was the lowest when the amount of hydroxymethylacrylamide/acrylic acid was 5%, using hydroxymethylacrylamide/acrylic acid, diacetoneacrylamide/adipic acid dihydrazide and vinyltriethoxysilane as crosslinking monomers; when the ratio of diacetone acrylamide to diacylhydrazide adipate was 1:1, the crosslinking degree of latex film was the highest; and when the content of vinyltriethoxysilane was 4%, the latex film showed excellent heat resistance, and the comprehensive properties of the latex and the latex film were the best. Finally, three silane coupling agents KH560, KH570 and KH590 were used to modify the surface of graphene oxide, and then functional graphene oxide was added to styrene-acrylic emulsion by mechanical blending to achieve the modification of styrene-acrylic emulsion. The results showed that the anti-corrosion, medium resistance and salt spray resistance of the emulsion were the best when the dosages of KH560, KH570 and KH590 were 0.5%, 0.7% and 0.3% respectively. It was also found that when reactive emulsifier SR-10 was used and the mass ratio of tertiary vinyl carbonate to styrene was 1:9, the water absorption rate of the emulsion was the lowest, and the comprehensive properties of the emulsion and the latex film were the best.Key words Styrene-acrylic Emulsion；Self-crosslinking；Graphene oxide；Silane coupling agent；Vinyl tertiary carbonate目 录摘要 (I)Abstract (III)第章绪论1 (1)1.1 概述 (1)1.2 丙烯酸乳液的功能化改性 (1)1.2.1 石墨烯改性 (1)1.2.2 环氧树脂改性 (2)1.2.3 有机硅改性 (3)1.2.4 有机氟改性 (3)1.2.5 其他方法改性 (4)1.3 自交联单体对丙烯酸乳液的改性 (5)1.3.1 羟甲基丙烯酰胺及其衍生物的交联体系 (5)1.3.2 酮肼的交联体系 (5)1.3.3 甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）交联体系 (6)1.4 功能性丙烯酸乳液的应用 (7)1.4.1 功能性涂料 (7)1.4.2 粘合剂 (7)1.5 展望 (7)1.6 本本本的研究目的及意本 (8)1.7 本本本的本要研究内容 (8)1.8 本论文的本本本本 (8)第2章含氟自交联苯丙乳液的改性及性能研究 (9)2.1 概述 (9)实实部分2.2 (9)2.2.1 实实原料和实实设备 (9)2.2.2 乳液的合成 (11)2.2.3 性能测试 (12)2.3 结果与结论 (13)2.3.1 N-MA/AA对乳液性能的影响 (13)2.3.2 DAAM和ADH对乳液性能的影响 (19)2.3.3 硅氧烷（VTES）对乳液性能的影响 (22)2.4 本章小结 (27)第3章石墨烯改性苯丙乳液的制备及性能研究 (29)3.1 概述 (29)3.2 实实部分 (29)3.2.1 实实原料和试实设备 (29)3.2.2 实实过程 (30)3.2.3 性能测试 (31)3.3 结果与结论 (32)3.3.1 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的红外分析 (32)3.3.2 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的热重分析 (34)3.3.3 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的接触角分析 (35)3.3.4 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的扫描电镜分析 (36)3.3.5 不同硅烷偶联剂功能化的氧化石墨烯改性苯丙乳液的性能分析 (37)3.4 本章小结 (41)第4章叔碳酸乙烯酯改性苯丙乳液的制备及性能研究 (43)4.1 引引 (43)4.2 实实部分 (43)4.2.1 实实原料和实实设备 (43)4.2.2 乳液的合成 (44)4.2.3 性能测试 (45)4.3 结果与结论 (45)4.3.1 不同叔碳酸乙烯酯含量对苯丙乳液的影响 (45)4.3.2 不同乳化体系对苯丙乳液的影响 (49)4.4 本章小结 (53)结论 (55)参参文献 (57)攻攻硕士学位期攻所发表的论文 (63)致谢 (65)第1章绪论1.1概述近年来全球范围内环保法规的收紧，政府对涂料行业有机化合物（VOC）的排放量提出了更加严格的要求。
水性聚氨酯合成、改性及应用前景摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。
本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。
关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。
水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。
如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。
一、水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。
目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。
自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。
丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。
反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。
反应的整个过程中，关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。
由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性，与水可混溶且沸点低，因此在此法中多用丙酮作溶剂，故名“丙酮法”。
【涂料/涂装】DOI: 10.19289/j.1004-227x.2020.24.009 工程机械用双组分水性聚氨酯面漆的制备王建川*，陈剑华，陈卓，余飞（广州集泰化工股份有限公司，广东广州510700）摘要：以羟基丙烯酸与亲水改性异氰酸酯制备了水性双组分聚氨酯面漆。
讨论了羟基丙烯酸种类、─NCO与─OH的物质的量比，以及成膜助剂──二丙二醇丁醚(DPNB)用量的影响，得到最优制备条件为：以万华Antkote 2042N与联固Uacryl 2170H混拼(质量比1∶1)作为主要成膜物质，以磺酸盐改性异氰酸酯为固化剂，n(─NCO)/n(─OH)为1.3，DPNB质量分数6%。
所制漆膜具有较好的外观、硬度、耐水性、耐人工气候老化性和长期防腐性，能满足实际应用要求。
关键词：水性聚氨酯；工程机械；面漆；耐水性中图分类号：TQ630.7 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2020) 24 – 1740 – 04 Preparation of two-component waterborne polyurethane topcoat for construction machinery // WANG Jianchuan*, CHEN Jianhua, CHEN Zhuo, YU FeiAbstract:A two-component waterborne polyurethane topcoat was prepared from hydroxyacrylic acid and hydrophilic modified isocyanate. The effects of different hydroxyacrylic resins, ─NCO/─OH molar ratio, and the amount of di(propylene glycol) n-butyl ether (DPNB, a film-forming auxiliary agent) were discussed. The optimal preparation conditions were obtained as follows: combination of WanHua Antkote 2042N and Aqua Union Uacryl 2170H at a mass ratio of 1:1 as main film-forming materials, sulfonate-modified isocyanate as a curing agent, ─NCO/─OH molar ratio 1.3, and DPNB 6wt.%. The prepared coating has good appearance, hardness, and resistance to water, artificial weathering, and long-term corrosion, meeting the actual application requirements.Keywords: waterborne polyurethane; construction machinery; topcoat; water resistanceFirst-author’s address: Guangzhou Jointas Chemical Co., Ltd., Guangzhou 510665, China近几年来涂料行业中有机挥发物(VOC)已成为大气污染治理的重点之一。
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展水性丙烯酸酯涂料是一种环保型涂料，具有优异的耐候性、耐水性和耐化学腐蚀性能，成为现代建筑涂料的主流产品之一。
水性丙烯酸酯涂料在使用过程中，仍然存在着一些问题，比如涂膜的硬度、耐磨性和耐化学腐蚀性能有待提高。
为了解决这些问题，近年来，研究人员对水性丙烯酸酯涂料进行了不断的改性研究，取得了一系列重要进展。
本文将对水性丙烯酸酯涂料改性研究的最新进展进行综述，以期为相关研究和应用提供参考。
一、纳米颗粒改性纳米颗粒是一种新型的功能材料，具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质，可以在涂料中起到增强功能和改善性能的作用。
研究人员通过将纳米颗粒引入水性丙烯酸酯涂料中，有效提高了涂膜的硬度、耐磨性和耐化学腐蚀性能。
将纳米二氧化硅颗粒引入水性丙烯酸酯涂料中，可以显著提高涂膜的硬度和耐磨性；将纳米氧化铝颗粒引入水性丙烯酸酯涂料中，可以明显提高涂膜的耐化学腐蚀性能。
研究人员还发现，不同形状和尺寸的纳米颗粒对水性丙烯酸酯涂料的性能影响存在差异，通过合理选择和设计纳米颗粒，可以实现对涂料性能的精确调控。
二、功能添加剂改性功能添加剂是一类具有特殊功能的化学品，可以通过引入到水性丙烯酸酯涂料中，改善其性能和功能。
近年来，研究人员通过添加不同种类和含量的功能添加剂，成功改善了水性丙烯酸酯涂料的性能。
添加超分散剂可以提高水性丙烯酸酯涂料的分散性，降低涂料的粘度和表面张力，提高其涂布性和涂膜质量；添加抗氧化剂可以提高水性丙烯酸酯涂料的耐老化性能，延长涂膜的使用寿命。
研究人员还通过添加抗菌剂、防霉剂、防火剂等功能添加剂，成功赋予水性丙烯酸酯涂料新的功能和应用领域。
三、共聚物改性共聚物是一种高分子化合物，可以通过与水性丙烯酸酯树脂共混共聚，改善水性丙烯酸酯涂料的性能。
研究人员通过引入不同种类和含量的共聚物，成功改善了水性丙烯酸酯涂料的力学性能、耐化学腐蚀性能和耐候性能。
引入丙烯酸酯类共聚物可以提高水性丙烯酸酯涂料的柔韧性和粘附性；引入丙烯酸类共聚物可以提高水性丙烯酸酯涂料的耐化学腐蚀性能；引入氟碳类共聚物可以提高水性丙烯酸酯涂料的耐候性能。
改性聚苯胺-水性环氧树脂复合材料的制备与性能探讨改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料的制备与性能探讨摘要：改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料是一种具有广泛应用前景的新型高性能材料。
本文通过对改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料的制备与性能进行探讨，了解其在材料科学和工程领域的潜在应用。
1. 引言改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料具有优良的导电性能、机械性能和热稳定性，可用于电子器件、防腐涂料等领域。
然而，目前对于该复合材料的研究还比较有限。
2. 实验设计与方法2.1. 材料准备选择聚苯胺和水性环氧树脂作为基体材料，通过共沉淀法将聚苯胺掺杂到水性环氧树脂中制备改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料。
2.2. 复合材料制备将聚苯胺加入水性环氧树脂溶液中，并搅拌得到均匀的混合溶液。
随后，将混合溶液倒入模具中，通过加热固化得到改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料。
对比研究了不同掺杂比例及固化工艺对复合材料性能的影响。
3. 结果与讨论3.1. 复合材料结构将改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料进行扫描电子显微镜观察，发现聚苯胺在水性环氧树脂基体中均匀分散，形成了相互交联的网络结构。
3.2. 复合材料性能通过拉伸测试和热分析等方法研究了改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料的力学性能和热稳定性。
结果表明，随着聚苯胺掺杂比例的增加，复合材料的力学性能得到了明显提高。
同时，复合材料的热稳定性也有所改善。
4. 应用前景改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料具有广阔的应用前景。
可以用于制备导电纤维、导电涂层等功能材料，也可以应用于电子器件、防腐涂料等领域。
5. 结论本研究成功制备了改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料，并研究了其结构和性能。
研究结果显示，改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料具有较好的力学性能和热稳定性，为其在材料科学和工程领域的应用提供了理论和实验基础。
值得注意的是，由于篇幅限制及缺乏本研究成功制备了改性聚苯胺/水性环氧树脂复合材料，并研究了不同掺杂比例及固化工艺对其性能的影响。
碳酸钙和硅烷偶联剂协同改性对水性涂料性能的影响采用碳酸钙和硅烷偶联剂对水性涂料水性木器涂层的协同改性，使用90℃的烘箱，干燥15min，固定含量2%的CaCO3，3%的KH560，水性木器涂层硬度为2H，等级为1级的附着力，35kg·cm的抗冲击强度，水性木器涂层所表现出的力学性能最佳。
当KH560含量改变至5%时，涂层硬度、附着力、抗冲击强度均随着变量而下降。
标签：碳酸钙；硅烷偶联剂；水性涂料碳酸钙会影响流变性、补强性、透明性、触變性等方面[1]。
硅烷偶联剂是一种有机硅化合物，会产生一种“分子桥梁”，提高涂料与涂料的粘接强度、涂料特性如耐水、耐气候等性能。
在乳液中添加1%的硅烷偶联剂时，涂膜的附着力能够得到明显的提高[2]。
本文通过正交实验，优化助剂CaCO3和KH560配方组成、固化条件等工艺参数，协同改性水性涂料[3]。
1 实验部分1.1 材料与实验设计涂料：水性涂料，改性剂：CaCO3和KH560，基材：已涂饰底漆的木质集成材，100mm×100mm×5mm。
1.2 涂层制备对基板进行预处理。
预设计好CaCO3和KH560的量后，将其加入到涂料中，用搅拌好的涂料均匀涂抹在基板上，涂层厚度大约60μm。
放入90℃的电热恒温鼓风干燥箱内，控制干燥固化时间（15-30min）。
1.3 测试与表征根据GB/T1732-93、GB/T1720-89、GB6739-86使用涂膜冲击力实验仪和涂膜附着力实验仪，测定涂膜抗冲击强度、附着力和硬度。
使用广州标格达实验仪器用品有限公司的BGD512-60°型光泽度仪检测涂层光泽度[4]。
2 结果与讨论2.1 正交实验分析本实验主要探究CaCO3的含量、KH560的含量和干燥时间对水性木器涂料改性的影响。
通过正交实验优化变量，协同改性后的涂层力学性能达到最佳。
三个组分的量规定为：CaCO3的含量（A）：2.0%-5.0%，KH560的含量（B）：2.0%-5.0%，干燥时间（C）：15-30min。
弹性丙烯酸乳液改性水性沥青防水防锈涂料的研制与性能陈中华;张耀宗;彭亮【摘要】选用3种不同的弹性丙烯酸乳液Carboset AE-960、Carboset RPT 3030和Carboset 26930分别与乳化沥青共混,制备水性沥青防水防锈涂料.讨论了不同弹性丙烯酸乳液的用量对漆膜力学性能和防腐性能的影响,确定其较佳用量为25％(质量分数),颜填料体积浓度(PVC)为20.5％,以此用量制备的水性沥青漆膜的撕裂强度为3.6～4.5 kN/m,断裂伸长率为624％～843％,漆膜粘结强度为0.7～1.0 MPa,耐高温110°C以上,耐低温低于-20°C,产品性能高于水乳型沥青防水涂料的行业标准.此3种改性水性沥青涂料作为面漆分别与环氧富锌底漆配套使用后,所得漆膜的防腐性能明显提高,耐水时间均超过50 d,耐盐雾时间为384～600 h.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2019(038)006【总页数】6页(P235-240)【关键词】乳化沥青;防水涂料;丙烯酸乳液;改性;防锈;力学性能【作者】陈中华;张耀宗;彭亮【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510640;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510640;广州集泰化工股份有限公司,广东广州510700【正文语种】中文【中图分类】TQ630建筑防水材料是一种功能材料，它涂在建筑物表面能够起到防止水渗透的作用。
目前主流的建筑防水材料主要是堵漏防水材料、刚性防水材料、柔性防水材料、防水卷材、防水涂料等五大类。
防水涂料成膜致密程度高，防水效果好，易于施工及维护，并且水性涂料具有无毒、无味、不燃等特点，是未来涂料发展的主要方向[1]。
由于沥青具有疏水性，对沥青进行改性可以制备多种防水材料，而沥青类防水涂料在建筑防水涂料中占有很大比重[2]。
水乳型沥青防水涂料是一种水性涂料，以乳化沥青作为主要成膜物质，再通过加入高分子材料进行改性而得到。
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展水性丙烯酸酯涂料是一种环保型涂料，具有高固含量、低挥发性、无毒、无味等优点，在建筑、家具、汽车等领域有着广泛的应用。
水性丙烯酸酯涂料在硬度、耐磨性、耐化学品性等方面表现并不理想，因此如何改性提高其性能一直是研究的热点。
本文将介绍水性丙烯酸酯涂料改性的研究进展，以期为相关领域的研究提供参考。
一、改性方法1. 添加无机添加剂无机填料、纳米材料等被广泛应用于水性丙烯酸酯涂料的改性中。
硅酸盐纳米颗粒能够提高涂层的硬度、耐磨性和耐化学品性能，同时还能提高涂膜的光泽度和抗粘附性。
钛白粉是一种优质的光学亮度提升剂，添加后可提高涂料的遮盖力和光泽度。
氧化锌、氧化铝等无机填料也能起到增强性能的作用。
2. 共混改性将不同种类的树脂进行共混改性，可以使水性丙烯酸酯涂料兼具不同树脂的性能优点，从而在涂料的硬度、耐磨性、耐化学品性等方面得到提高。
聚氨酯树脂与丙烯酸酯树脂的共混可以提高涂料的弹性和耐磨性；乳液聚合物与环氧树脂的共混可以提高涂料的硬度和耐化学品性。
3. 添加表面活性剂表面活性剂的添加可以在涂层中形成更均匀、更紧密的表面，从而提高涂料的抗污染性和耐化学品性。
表面活性剂的作用还可以增强涂料的附着力和流平性。
研究表明，采用合适的表面活性剂可以提高水性丙烯酸酯涂料的光泽度和硬度。
二、研究进展1. 纳米材料的应用近年来，纳米材料在水性丙烯酸酯涂料改性中得到了广泛应用。
纳米二氧化硅、纳米氧化铝等纳米材料被用作填充剂添加到涂料中，可以显著提高涂料的硬度、耐磨性、耐化学品性等性能，同时不影响涂层的透明度和光泽度。
纳米材料的应用还可以提高涂料的防腐蚀性能和抗老化性能。
未来，随着纳米材料的研究和应用水平的不断提高，纳米材料将在水性丙烯酸酯涂料改性中发挥越来越重要的作用。
三、发展趋势水性丙烯酸酯涂料改性技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 多功能性改性剂的研发未来，研究人员将继续致力于多功能性改性剂的研发，以实现涂料性能的多向提升。
探析水性阻尼涂料的阻尼性能研究与应用发展摘要：随着我国社会的发展与进步，在人们生活水平提高的同时，对各种装修材料的环保性能与安全性能也有了更高的需求，在此种发展背景下，具有减震、降噪性能的阻尼涂料应运而生。
阻尼涂料的生产与应用便能够大幅降低建筑以及生产过程中所产生的噪音。
本文将主要探究阻尼涂料的性能，分析其改性方式，并阐述其实际应用。
关键词：水性阻尼涂料；性能分析；应用一、水性阻尼涂料简介在社会经济发展与进步的同时，越来越多的人们将注意力放在了生产加工噪音以及机械振动方面。
现代社会人们所承受的压力越来越大，更多的人将追求环境健康，噪音如果超出人们正常的忍受能力通常会严重影响人们的身心健康。
而各种机械振动不仅影响到人的正常生活，更不利于机器本身的养护，使得机械精度以及使用寿命受到较严重的影响。
为了减少因为噪音以及机械振动对人或机械本身的伤害，逐渐发展并运用了阻尼材料。
阻尼材料实际上是将振动能转化为热能的过程，在减振以及降噪等方面具有一定的优势，其中以阻尼涂料的应用最为广泛，阻尼涂料有水性阻尼和溶剂阻尼涂料之分。
在阻尼涂料应用前期，主要以沥青基体为主，随着对沥青基体的使用也逐渐暴露出了诸多缺陷，即沥青基体的阻尼涂料所含有的有机物极容易挥发，这些有机物严重影响人们的身体健康，而且容易污染环境，现阶段已经逐渐淡出人们的生活中，取而代之的便是更加环保、安全的水性阻尼涂料。
水性阻尼涂料的组成包括高分子乳液、各类助剂以及颜填料等。
其中高分子乳液在水性阻尼涂料中的占比是最大的，也是其基础组成部分，通过各类型的助剂以及填料来控制水性阻尼涂料的性能。
水性阻尼涂料的有害物质含量较少，对人体更具安全性，有利于生态环境的保护。
同时水性阻尼涂料不受施工方式以及基体材料以及形状的限制，还可以进行喷涂方式进行施工。
另外，水性阻尼涂料本身的粘度高，附着力较强，对于施工技术要求较低，即可以薄涂或厚涂，而且在干燥后几乎不会出现开裂的现象。
环氧树脂的改性及其水性化研究环氧树脂是一种重要的高分子材料，具有优异的力学性能、化学稳定性和电气性能等。
然而，环氧树脂也存在一些缺点，如脆性大、易开裂、耐候性差等，这些问题限制了环氧树脂的应用范围。
因此，对环氧树脂进行改性和水性化研究，提高其综合性能和扩大应用领域具有重要意义。
环氧树脂的改性和水性化研究是当前高分子材料领域的热点之一。
在改性方面，研究者们通过引入新型的改性剂和制备方法，改善环氧树脂的韧性和耐候性。
在水性化方面，研究者们将环氧树脂制成水性涂料或水性胶黏剂等，以降低有机挥发物(VOC)的排放和改善作业环境。
然而，现有的改性和水性化方法仍存在一些问题。
如改性剂的添加可能会影响环氧树脂的力学性能和化学稳定性，制备过程也较为复杂。
在水性化方面，由于水性环氧树脂的耐水性和耐候性较差，限制了其应用范围。
环氧树脂的改性主要涉及共聚、共混、交联和扩链等方法。
其中，共聚是常见的改性方法之一，通过在环氧树脂的主链上引入柔性的链段，改善环氧树脂的韧性和耐候性。
共混则是将两种或多种类型的环氧树脂混合在一起，以获得综合性能优异的改性环氧树脂。
交联和扩链则通过增加环氧树脂的分子量，提高其力学性能和化学稳定性。
环氧树脂的水性化是通过引入特定的亲水基团，将环氧树脂制成水性涂料或水性胶黏剂等。
这不仅可以降低VOC的排放，改善作业环境，还可以扩大应用领域，如水性涂料、水性木器漆、水性胶黏剂等。
实现环氧树脂水性化的方法主要有两种：乳化和非乳化法。
乳化法是通过乳化剂的作用，将疏水的环氧树脂颗粒分散在水中，形成稳定的水分散液。
非乳化法则是在环氧树脂中引入亲水基团，使其直接溶于水中。
本研究采用文献综述和实验研究相结合的方法。
通过对国内外相关文献进行梳理和分析，了解环氧树脂改性和水性化的研究现状以及存在的问题。
然后，根据文献综述的结果，设计并实施了一系列实验，以验证改性剂对环氧树脂性能的影响以及不同制备工艺对环氧树脂水性化的影响。
醇酸-丙烯酸水性涂料杂化改性研究进展刘国杰（中国涂料工业协会科技发展部，北京100101）摘要：利用丙烯酸乳胶涂料的快干、保光保色性好优点改进了水性醇酸涂料的性能。
介绍了醇酸-丙烯酸常规乳液聚合杂化工艺和细乳液杂化工艺的特点、产品性能及其影响因素。
关键词：醇酸涂料；丙烯酸酯；细乳液聚合；杂化聚合；醇酸-丙烯酸水性涂料中图分类号：TQ633文献标识码：A文章编号：1007－9548（2010）01－0028－041概述1.1水性化是醇酸树脂重要的发展方向醇酸树脂由于具有多功能、综合性能好、原料易得、性价比高等优点，已成为涂料工业中量大面广的骨干树脂，市场最高比例一度曾达90%以上。
就是在众多的其它合成树脂涂料大为发展的今天，醇酸树脂的产量仍占涂料用合成树脂的40%以上。
醇酸树脂产量大，使用有机溶剂的量也大，降低VOC是醇酸树脂领域中较早开始的研究课题。
自20世纪60年代以来，水稀释型和乳化型这两类水性醇酸树脂涂料逐步克服了贮存不稳定、失干、耐水、耐溶剂性差的不足，不断提高质量，在国内外得到了推广应用[1-6]。
上述单一的水分散体醇酸树脂涂料虽然达到实用水平，也广为推广，但综合性能与性价比和溶剂型醇酸树脂涂料相比仍有一些差距。
因此，国外对水分散体醇酸树脂涂料进行了许多改性，丙烯酸类的改性是其中最为成功的一种。
1.2水性醇酸涂料性能改进的重要途径之一———杂化改性对水性醇酸树脂涂料改性的研究工作，以丙烯酸改性为多，其次是聚氨酯及其它改性。
醇酸乳液和聚丙烯酸酯乳液的性能比较见表1[7]。
醇酸乳液和聚丙烯酸酯乳液的性能比较用丙烯酸改性水性醇酸树脂，希望能综合醇酸乳液的高光泽、对木材等底材的渗透性好和丙烯酸乳液的快干、保光保色性好的优点，克服醇酸乳液干燥慢等缺点。
如果将丙烯酸乳液和醇酸乳液采取简单的机械混合，而不采取其它措施，搅拌停止后就会很快分层。
采用杂化（hybrid）工艺，可以较好地克服这个弱点。
干燥后涂膜透明。
KH560改性对水性UV固化涂料力学性能的影响文章利用KH560作为改性剂，通过对KH560含量、烘箱温度和UV固化时间三个因素进行正交实验，找到能改善水性UV固化涂料力学性能的方法。
在KH560改性实验中，KH560的含量是主要影响因素。
通过正交实验对工艺参数进行处理后发现，当把烘箱温度固定为40°C，UV辐射时间固定为3min，KH560含量从0增加到3.0%的时候，水性UV固化木器涂层的硬度下降至H，附着力从3级提高至1级，附着力最佳。
标签：KH560；优化；性能水性UV固化木器涂料具有环保、快速固化和节能等优点，并且因此在木器工业领域得到了广泛应用[1]。
本次实验以此涂料为主要研究对象。
水性UV固化涂料存在力学性能较差等缺陷，严重影响了其在木器表面的应用。
KH560硅烷偶联剂是一种具有特殊结构的低分子有机硅化合物[2]。
硅烷偶联剂的粘度及表面张力低，润湿能力较高[3]，能均匀地分布在涂层表面[4]。
本章通过KH560改性水性UV固化木器涂料，通过正交实验对配方组成、固化条件等工艺参数进行优化，力图改善水性UV固化木器涂层的力学性能。
1 实验部分1.1 材料与实验设计在当前实验中所有试剂都是没有加工过的分析纯。
水性UV固化木器涂料由江苏省连华木材有限公司提供。
改性剂KH560由南京化学试剂股份有限公司提供。
基材选用表面涂有底漆的木质基板，规格：100mm×100mm×5mm。
1.2 涂层制备首先将水性UV固化涂料倒出一定量放在一次性纸杯里，以便于改性实验的进行。
再用天平分别量好预设计好的KH560和水性UV固化涂料的量，然后将KH560预设计好的量加入水性UV固化涂料中，用玻璃棒混合搅拌均匀，最后将改性好的水性UV涂料倒在平整的表面涂有底漆的木质基板上，用玻璃棒将涂料在木质基板上涂均匀。
然后将涂饰过的板子先在烘箱中干燥30min，烘箱温度设定为40°C-50°C，之后需要进行辐射固化，这一操作需在UV固化机中进行。
协同改性对水性涂料性能的影响探究
正交实验表明水性木器涂层的力学性能在很大程度上取决于干燥时间。
实验参数表明，温度为90℃，CaCO3和滑石粉含量固定为2%，干燥时间从15min 增加到25min，水性木器涂层的硬度从B增加到3H，附着力均是1级，冲击强度是30kg·cm。
继续增加干燥时间至50min，涂层硬度降至2H，附着力下降到2级，冲击强度下降到15kg·cm。
当干燥时间在25min左右时，水性木器涂层具有较好的光泽度和力学性能。
标签：水性涂料；改性；性能
水性涂料因具有绿色无污染的特质被许多行业广泛应用[1]。
本文由于水性木器漆具有挥发物少、无污染、高安全的优点选择其为主要研究对象[2]。
在实际应用中，水性涂料的硬度低、光泽度差等等一系列缺点限制了它的应用范围[3]。
为了改善涂层性能，找到适合于企业在实际应用中推广使用的改性优化方案，对于改性剂的选择，要考虑助剂本身特性，还要看改性之后的效果[4]。
本文通过实验参数对比，选择了两种改性剂，一是价格便宜的CaCO3。
它对于涂层缺陷比如透明性、流变性等等的改进效果比较显著[5]。
第二种是滑石粉，它具有良好的润滑性和抗粘性[6]。
1 实验部分
1.1 材料与实验设计
实验基板是木质集成材，试件规格为100mm×100mm×5mm，无机改性剂为CaCO3和滑石粉。
1.2 涂层制备
基材进行预处理之后，用砂纸打磨好，再辊涂底漆制备涂层。
本实验中将在涂料这种分别加入一定量的CaCO3和滑石粉，均匀涂抹厚度大概是60μm。
温度设置为90℃，控制干燥固化时间为15-30min。
1.3 测试方法
涂层的冲击强度使用涂膜冲击试验仪测定。
附着力使用涂膜附着力实验仪进行测量。
硬度根据GB6739-86进行测定。
光泽度采用BGD512-60°型光泽度仪进行测试。
2 结果与讨论
2.1 正交实验分析
在本实验中研究改性剂含量和干燥时间对涂料性能的影响。
正交实验中，设置三个组分的含量范围：碳酸钙（A）和滑石粉（B）含量均设置为2.0%-5.0%，干燥时间（C）为15-30min。
在每个因素中选两个水平。
A第一个和第二个水平根据组分含量设置范围分别为2.0%和5.0%。
因素B与A相同。
因素C的第一个水平是15min，第二个是30min。
表1就是改性条件和干燥时间分别对水性木器涂料硬度的影响。
最后两行的极差和方差值越小就说明影响程度越低。
结果表明干燥时间对硬度影响最明显，CaCO3和滑石粉的含量对涂层的硬度影响很小，因此，在独立试验中我们将CaCO3和滑石粉的含量均固定为2%。
2.2 干燥时间对水性木器涂层力学性能的影响
根据正交实验得出的优化结果，控制CaCO3和滑石粉的含量均固定为2.0%，干燥时间分别为15、20、25、30、40和50min。
图1显示了干燥时间对水性木器涂层的影响趋势。
开始涂层还没有完全固化，改性剂使涂层硬度增强。
从15min 到25min的区间内，硬度随着时间的增加从B增加到了3H。
到30min处，涂层硬度仍保持较高值3H。
这时CaCO3和滑石粉与水性涂料结合更紧密，硬度较之前提高。
到后期涂层硬度有所下降，这是由于已经固化的涂层由于过度受热，产生膨胀，CaCO3和滑石粉与水性涂料间产生间隙，涂层变脆，降低硬度[7]。
图2表明了干燥时间和附着力之间的关系。
干燥时间从15min增加至40min，附着力均是良好的1级附着力。
当干燥时间超过40min时，附着力下降到2级。
当干燥时间从15min增加至25min时抗冲击强度保持在30kg·cm，但当干燥时间继续延长至50min，抗冲击强度不断下降到15kg·cm。
2.3 干燥时间对水性木器涂层光泽度的影响
涂层整体光泽度不高，当干燥时间从15min提高到30min时，水性木器涂层的光泽度从48.0%显著下降到34.0%。
随着干燥时间继续延长，水性木器涂层的光泽度又继续缓慢下降。
CaCO3和滑石粉在成膜过程中形成了微粗糙表面[8]。
标准亚光的光泽度为35%以下。
3 结束语
正交实验的结果验证了，水性木器涂层的力学性能在很大程度上取决于干燥时间。
实验参数表明，在90℃烘箱中干燥，CaCO3和滑石粉含量固定为2%，干燥时间从15min增加到25min，水性木器涂层的硬度从B增加到3H，附着力均是1级，冲击强度是30kg·cm。
增加干燥时间至50min，涂层硬度降至2H，附着力下降到2级，冲击强度下降到15kg·cm。
当干燥时间在25min左右时，水性木器涂层具有较好的力学性能和亚光光泽度。
参考文献：
[1]徐炽焕.水性涂料的开发动向[J].专论与综述，2004，42（5）：23-25.
[2]张洪彬，王锋，胡剑青，等.水性涂料改性研究进展[J].热固性树脂，2010，25（6）：53-57.
[3]徐晓多，刘锐.纳米碳酸钙及其在涂料改性中的应用[J].教育与技术，2009，23（2）：36-38.
[4]陈鑫.纳米氧化锌改性水性丙烯酸涂料的制备与研究[D].吉林：长春理工大学，2011.
[5]殷代武，谭卉文.滑石粉的应用特性及表面改性[J].广东化工，2013，18（40）：75-77.
[6]黄秉升.涂膜硬度及其测定方法[J].现代涂料与涂装，2011，14（1）：35-40.
[7]Mirabedini S M，Mohseni M，PazokiFard S，et al. Effect of TiO2 on the mechanical and adhesion properties of RTV silicone elastomer coatings [J].Colloids Surface A，2008，317（1-3）：80-86.
[8]中國聚氨酯工業协会水性聚氨酯专业委员会.水性聚氨酯发展概况[J].涂装技术与文摘，2008：07，21-27.。
