水性环氧丙烯酸乳液的合成与表征_张玉芳

磷酸酯水性带锈防锈丙烯酸酯乳液的合成与性能张光华;徐凤【摘要】用没食子酸为原料合成了有机肟类铁锈转化剂,以五氧化二磷为磷酸化试剂合成了具有抗闪锈作用的磷酸酯功能单体,之后通过半连续种子乳液聚合法,将它们与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等混合制备了水性带锈防锈乳液.通过盐水浸泡试验和在不同pH条件的3.5％ NaCl溶液中的电化学测试考察了其涂膜对碳钢的保护作用.通过红外光谱仪、扫描电镜、能谱仪表征了锈蚀钢板、转锈剂干燥膜和水性带锈乳液固化膜,以讨论对锈的转化作用.结果显示,介质的pH越高,涂膜的耐蚀性越好.转锈剂可有效转化锈蚀.当转锈剂用量为配方总量的4％时,乳液的凝胶含量最少,涂膜耐盐水腐蚀时间最长,附着力1级,综合性能最好.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】7页(P69-74,后插1)【关键词】碳钢;水性带锈乳液;丙烯酸酯;转锈剂;没食子酸;磷酸酯;半连续种子乳液聚合;耐蚀性【作者】张光华;徐凤【作者单位】陕西科技大学化学与化工学院,教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安710021;陕西科技大学化学与化工学院,教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TQ630.7First-author’s address:Key Laboratory of Auxiliary Chemistry and Technology for Chemical Industry, Ministry of Education, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an 710021, China面对高性能、绿色化的发展要求，水性防腐涂料成为主流[1]。

水性转化型防腐涂料可直接刷涂在有锈迹的基材表面，解决了大型钢材建筑除锈难的问题。

其中的转锈剂与锈蚀发生反应，能形成对基材有保护作用的配合物或螯合物[2]。

新型水性环氧树脂乳液及其固化过程的研究水性环氧树脂乳液是一种具有环保、低挥发性和可水稀释的环氧树脂产品，具有广泛应用前景。

在近年来，水性环氧树脂乳液的研究越来越受到关注。

本文将从乳液的制备条件、固化过程和应用方面进行综述。

一、水性环氧树脂乳液的制备条件水性环氧树脂乳液的制备条件包括合成方法、乳化体系和稳定剂的选择。

目前主要的合成方法有溶剂法、乳化剂法和乳化聚合法。

其中，乳化聚合法由于其简单、高效而逐渐成为主流方法。

对于乳化体系，常用的体系有非离子型、阴离子型和阳离子型，其选择取决于树脂的性质和应用要求。

对于稳定剂的选择，一般采用表面活性剂，如非离子型表面活性剂十六烷基苯磺酸钠、非离子型聚醚、施胺等。

此外，还可以通过添加防腐剂、降低粘度剂和增稠剂来调整水性环氧树脂乳液的性能。

二、水性环氧树脂乳液的固化过程水性环氧树脂乳液的固化过程主要包括水分蒸发和环氧基团与固化剂的反应。

在乳液中，水分蒸发使得树脂中形成了交联体系，从而固化乳液。

而环氧基团与固化剂的反应则是通过环氧基团的开环反应和固化剂的亲核反应来实现固化。

固化剂的选择决定了水性环氧树脂乳液的耐热性和耐化学性，常用的固化剂有胺类、酸类和异氰酸酯类。

三、水性环氧树脂乳液的应用水性环氧树脂乳液具有许多优良的性能，使其在各个领域得到了广泛应用。

例如，在涂料领域中，水性环氧树脂乳液可以作为环保涂料的替代品，用于涂装汽车、家具和建筑等。

此外，在胶粘剂领域中，水性环氧树脂乳液可以作为木工胶、纸张胶和胶粘剂的组分。

在复合材料领域中，水性环氧树脂乳液可以与纤维加固相结合，制备出高强度的复合材料。

另外，水性环氧树脂乳液的新型应用还有水性环氧树脂乳液胶凝固化剂、水性环氧树脂乳液抗氧化剂等。

总之，水性环氧树脂乳液作为一种环保、低挥发性和可水稀释的环氧树脂产品，具有广泛的应用前景。

研究乳液的制备条件、固化过程和应用对于提高水性环氧树脂乳液的性能和开发新型应用具有重要意义。

实验一丙烯酸酯的乳液合成一、实验目的1.了解和掌握苯丙乳液合成的基本方法和工艺路线；2.理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理；二、实验原理在乳液聚合过程中，乳液的稳定性会发生变化。

乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。

功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚，在一定程度上可提高乳液的稳定性，但因其具有极强的亲水性，聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子，会产生絮凝作用，极易破乳。

因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。

聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。

在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物，即凝胶现象。

凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物，有的发软、发粘，有的发硬、发脆、多孔。

在搅拌作用下凝胶分散在乳液中，可通过过滤法或沉降法除去，但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶，使乳液蓝光减弱颜色发白，外观粗糙。

严重时甚至整个体系完全凝聚，造成抱轴、粘釜和挂胶现象。

凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性，它不仅降低单体的有效利用率，增加聚合装置的停机时间和处理的费用，而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性，污染环境。

目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层理论和空间位阻理论。

乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关，酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的，使乳胶粒子表面带上一层电荷，从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力，乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。

当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时，其稳定性则与空间位阻有关。

乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。

综述专论化工科技,2009,17(4):46～51SCIENCE &TECHNOLO GY IN CH EMICAL INDUSTR Y收稿日期:2009203207作者简介:余丽丽(1983-),女,浙江衢州人,陕西科技大学硕士生,主要从事高分子合成等方面研究。

3:陕西省星火计划项目(2004kx3210)。

水性环氧树脂的合成及其应用3余丽丽1,李仲谨1,吕世民2,朱　雷1(1.陕西科技大学化学与化工学院,陕西西安710021;2.衢州市统计局,浙江衢州324000)摘　要:对环氧树脂的水性化技术的原理及方法进行了系统的分类及论述。

总结了近期国内外水性环氧树脂的应用进展,并对其应用前景进行了展望。

关键词:水性;环氧树脂;制备;应用中图分类号:TQ 630.7 文献标识码:A 文章编号:100820511(2009)0420046206 环氧树脂1930年由瑞士卡斯坦和美国格林里合成,1947年国外开始了工业化生产。

环氧树脂以其优异的粘结性、耐腐蚀、稳定性、绝缘性及机械强度等特性,被广泛应用于多种金属与非金属材料的粘结、耐腐蚀涂料、电气绝缘材料、复合材料等的制造[1,2]。

常用的环氧树脂大多数为黏稠的液体或固体,不溶于水,溶于有机溶剂。

大多数有机溶剂易挥发、易燃易爆、有毒,环氧树脂的应用受到了一定限制[3,4]。

随着环保意识的增强,以水为溶剂和分散介质的水性环氧树脂越来越受到重视。

水性环氧树脂不但是一种环保型材料,而且清洗方便,储运和使用安全,价格低廉,因而成为环氧树脂应用和发展的方向之一。

水性环氧树脂可分为水乳型环氧树脂和水溶型环氧树脂胶液两种。

其制备方法有三种:非水溶性环氧树脂借助于强烈的机械分散作用和乳化剂形成稳定的水乳液;对环氧树脂改性,使它具有水溶性或水可分散性;合成水溶性环氧树脂。

1　环氧树脂水性化的方法目前,制备水性环氧树脂的方法主要有3种[5]。

1.1　直接乳化法直接乳化法,即机械法。

生活水平的提升使得人们的环保意识也越来越高，为了降低对环境的污染，水性涂料在施工中应用的越来越广泛。

借助水性材料，能够对有机溶剂有效代替，能够对施工工作的安全性有效增强，同时也能够减少问题，如对传统溶剂型聚氨酯涂料优良性能保证的基础上，对有机溶剂的毒性和可燃性有效避免。

一、水性聚氨酯水性聚氨酯应用范围十分广泛，具体的应用方面如皮革涂饰剂、涂料等，其能够很好对有机溶剂有效代替，能够作为分散介质。

现阶段水性聚氨酯主要的制备方法是应用自由乳化法，应用该种制备方法会导致耐溶剂型以及耐水性较差的涂膜，从而导致其应用受到一定限制。

近些年，水性聚氨酯改性研究内容越来越越广泛。

在实际水性聚氨酯改性研究的过程中，应用丙烯酯改性水性聚氨酯是比较常用的改性方法。

但另一方面，该方法形成的产品质量存在不稳定性，且形成的涂膜外观也不美观。

借助环氧树脂改性水性聚氨酯，能够应用环氧树脂中较高的强度、较好的热稳定性以及较好耐化学性等特点，且合成也相对较为简单，合成的水性聚氨酯有较好的拉伸强度、较强的耐热性以及耐水性。

上述两种方面对比情况如表1：表1　丙烯酯改性以及环氧树脂改性特点在应用环氧树脂改性聚氨酯过程中，又会具体分为不同的方法，如聚醚多元醇软段方法，但该方法条件下合成的水性聚氨酯耐水性相对较差。

因此可以采用另一种方法，即将环氧树脂看作为大分子扩链剂，借助相应的化学反应，保证合成的水性聚氨酯有更高的性能。

同时在上述化学反应过程中，借助其中的丙烯酸羟丙酯单体以及单羟基，能够很好的起到双键封端的效果，对乳液的稳定性有效提升。

二、环氧树脂改性聚氨酯合成实验该实验主要的材料包括如表2：表2　环氧树脂改性聚氨酯合成实验主要材料在对水性聚氨预聚体制备的过程中，需要在四口烧瓶中放置搅拌器、温度计、搅拌器以及回流冷凝管，在此基础上，将脱水后的聚醚和甲苯二异氰酸酯放到四口烧瓶中，随后提高四口烧瓶的温度至75-80度，随后即是进行相应的反应，持续时间为两个小时。

水性环氧乳液的制备与性能海春杰; 宋雨方; 李兰; 林娜; 张洪吉; 东为富【期刊名称】《《辽宁石油化工大学学报》》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】6页(P7-12)【关键词】乳化剂; 水性环氧; 相反转; 耐水性【作者】海春杰; 宋雨方; 李兰; 林娜; 张洪吉; 东为富【作者单位】江南大学化学与材料工程学院江苏无锡 214122【正文语种】中文【中图分类】TQ317环氧树脂作为三大通用型热固性树脂材料之一，自1947年问世以来，一直在人们生活的各个领域中扮演着重要角色[1-3]。

根据相似相溶原理，传统的环氧树脂只能溶于有机溶剂，不能溶于水。

但是，有机溶剂不仅成本高，而且挥发性强，挥发的有机溶剂对人和环境都造成很大的危害[4-5]。

随着人们环保意识的增强，对环保无污染涂料的需求也越来越多[6-8]。

因此，制备环保无污染的水性环氧树脂就显得尤为重要。

制备水性环氧树脂的方法主要有机械法、自乳化法、相反转法[9-11]。

机械法制备水性环氧树脂工艺简单，但是制备的环氧树脂乳液粒径较大，约为50 μm，且制备环氧树脂乳液的稳定性较差。

自乳化法也称为化学改性法，是在环氧树脂上接入一些亲水基团。

自乳化法制备的环氧树脂乳液粒径较小，但是制备方法较为复杂，可操控性差，原料成本高[11]。

相反转法是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，即多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程，例如在油/水/乳化剂体系中，当连续相由水相向油相(或从油相向水相)转变时，在连续相转变区，体系的界面张力最低，因而分散相的尺寸最小。

通过相反转法将高分子树脂乳化为乳液，其分散相的平均粒径一般为1～2 μm[12-15]。

由于水性环氧乳液体系中含有亲水性的乳化剂，因此树脂在使用过程中耐水性会大大下降，为了提高树脂的耐水性行为，必须减少亲水链段的引入。

但是，乳化剂的加入量过少会导致乳液粒径较大，稳定性较差。

乳液中液滴的尺寸越小，其重力分离和液滴聚集的稳定性就越好。