水性环氧丙烯酸酯乳液的制备及性能研究
关键词:水性;丙烯酸;环氧树脂;乳液
0 引言
环氧丙烯酸树脂是通过环氧树脂与丙烯酸树脂间发生开环反应而制成[1]。由于环氧丙烯酸树脂既具有环氧树脂优异的机械稳定性和耐腐蚀性能,又具有丙烯酸树脂的耐候性能,同时合成工艺简单,价格低廉,因此业界对环氧丙烯酸树脂的需求也逐渐提升[2]。在所有环氧丙烯酸树脂体系中,水性环氧丙烯酸树脂最具研究价值。水性环氧丙烯酸树脂具有很好的耐热特性、很强的耐腐蚀特性和优秀的耐候特性,被广泛应用于电子电气材料、复合材料和土建材料等领域。因此,目前国内外各行业、机构、科研院所和学者致力于对水性环氧树脂改性研究工作[3]。目前,对于环氧丙烯酸树脂的水性化使用最多的是化学改性的方法[4]。其侧链上含有一定数量的羟基,通过该羟基与亲水性的物质反应,在其分子链中引入亲水性基团,从而实现水性化,如使用马来酸酐、丁二酸酐等与侧链上羟基反应生成亲水性的环氧丙烯酸酯[5]。但此法在应用时存在一定的问题,如酸酐会与水反应,需要除水,而且酸酐在与之反应的过程中可能会由于温度过高而变色,最后制得的树脂颜色较深;而且此法制备成本较高,所得的环氧丙烯酸酯还会由于亲水性过强而导致耐水性等性能下降[6]。
本文采取相反转法的技术,对环氧丙烯酸树脂进行水性化改性,在已制备的水性乳化剂的基础上,将其与丙烯酸反应,制取水性环氧丙烯酸酯乳化剂。采用傅里叶红外光谱仪表征合成物的分子结构,再通过原位核磁来证明该乳化剂的反应性,然后利用此乳化剂对环氧丙烯酸酯进行乳化,并分别测试在不同乳化剂用量时乳液的稳定性来确定应使用的乳化剂量。
1 试验部分
1.1 试验原料
1.2 仪器与设备
1.3 试验步骤
按一定比例将自制水性环氧乳化剂和丙烯酸加入四口瓶中,加热到100 ~ 110 ℃并开动搅拌器使其充分混合均匀。将催化剂苄基三甲基氯化铵于少量溶剂中溶解,然后加入到反应釜中,并加入一定量的阻聚剂对苯二酚,开通N2并在此温度下保温反应。一定时间后降温取出得到水性环氧丙烯酸酯乳化剂。反应过程中应每隔0.5 h取样测定体系酸值的变化,得到反应程度随时间变化的曲线。
反应原理如图1所示。
将自制的水性环氧丙烯酸酯乳化剂与环氧丙烯酸树脂按一定....
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