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水性環(huán)氧乳液制備影響因素
隨著人們環(huán)保意識的增強，傳統(tǒng)溶劑型涂料的發(fā)展受到限制，而水性涂料則越來越受到人們的關(guān)注。水性環(huán)氧涂料具有較高的防腐性能，幾乎不排放VOC，對空氣不會造成二次污染。由于環(huán)氧樹脂本身不溶于水、具有親油性，要想使其很好乳化，就必須在其分子鏈中引入親水鏈段。近年對水性環(huán)氧材料研究頗多，但結(jié)果差異很大。哪么水性環(huán)氧乳液制備的影響因素有哪些？日前鄭州大學化工學院利用丙烯酸對環(huán)氧樹脂接枝改性，制備出穩(wěn)定性較高的離子型水性環(huán)氧乳液，他們介紹了這些問題。非離子型乳化劑及其合成乳液的報道，近年并不缺乏。鄭州大學科研人員考察了以聚乙二醇和環(huán)氧樹脂為原料，在不同催化劑存在的條件下合成非離子型乳化劑的工藝過程，同時對這種非離子型乳化劑的原料配比、反應溫度及制備環(huán)氧乳液時的乳化劑濃度進行了考察，制備出穩(wěn)定性較高的環(huán)氧乳液。
他們使用的實驗原料包括：聚乙二醇(PEG)、過硫酸鉀、三苯基膦、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44。專家介紹說，他們首先進行乳化劑的合成，然后制備水性環(huán)氧乳液。水性環(huán)氧乳液制備的影響因素，首先可分析催化劑種類對水性環(huán)氧乳液穩(wěn)定性的影響。實驗表明在同一反應溫度下，用過硫酸鉀為催化劑所合成的乳化劑制備出的環(huán)氧乳液穩(wěn)定性，高于用三苯基膦為催化劑所合成的乳化劑制備的環(huán)氧乳液；同時在催化劑存在的條件下所合成的乳化劑，其制備的環(huán)氧乳液的穩(wěn)定性又高于無催化劑存在條件下所合成的乳化劑制備出的環(huán)氧乳液。這是因為：在較高溫度如180℃下，過硫酸鉀的催化活性要高于三苯基膦和不加催化劑的情況，而且反應程度高達99.4%，幾乎反應完全且需時較短；在環(huán)氧基與羥基摩爾比為l：1的情況下反應，所合成的高分子乳化劑一端為親油性的環(huán)氧基，另一端為親水性的羥基，中間還有親水性的醚鍵，由于這種乳化劑的分子鏈較長，能充分把環(huán)氧樹脂微粒包覆住，所以乳化性能較高，制備出的環(huán)氧乳液也較為穩(wěn)定。
關(guān)于乳化劑的原料配比對乳液穩(wěn)定性的影響，科研人員的實驗表明：在溫度為150℃下，低相對分子質(zhì)量聚乙二醇PEG4000的環(huán)氧樹脂E-44按摩爾你為l：l時合成的乳化劑，所制備的環(huán)氧乳液穩(wěn)定性較好。這是因為：當環(huán)氧基和羥基的摩爾比為1：1時發(fā)生縮聚反應，所生成的高相對分子質(zhì)量乳化劑一端為親油性的環(huán)氧基。另一端為親水性的羥基，這樣所合成乳化劑的親油基能完全滲透到油滴中，而親水基可以通過氫鍵與水分子充分締合，因此制得的乳液穩(wěn)定性最好。在反應溫度為180℃條件下，用高相對分子質(zhì)量聚乙二醇PEGl0000比用低相對分子質(zhì)量聚乙二醇PEG*000合成的乳化劑制備的環(huán)氧乳液有較好的離心穩(wěn)定性。這說明當聚乙二醇相對分子質(zhì)量較大時，合成的乳化劑分子鏈中親水鏈段較長，與水相之間的氫鍵作用力也大為增強、故親水性較好，專家說：這樣的乳化劑對環(huán)氧樹脂微粒的乳化效果較好。用聚乙二醇PEG4000合成的乳化劑制備的環(huán)氧乳液具有較好的抗鹽、抗堿性，成膜性能也非常好，作為防腐涂料應具有較為廣泛的用途。
同種催化劑不同反應溫度下合成的乳化劑對水性環(huán)氧乳液穩(wěn)定性也有影響。在其他條件相同的情況下，隨著反應溫度的升高反應程度在不斷增大，所制備的水性環(huán)氧乳液的穩(wěn)定性也在提高。特別是在反應溫度為180%的條件下，反應時間縮短較快，而且也得到了反應程度較高的乳化劑，所制備的環(huán)氧乳液在轉(zhuǎn)速3000r/min，30min離心作用下不分層。這是因為在高溫(180%)下所合成的乳化劑，反應程度高，生成的乳化劑分子鏈段較長，這種長度的乳化劑分子鏈段足以充分包覆環(huán)氧樹脂微粒，并把它完全乳化，形成穩(wěn)定的環(huán)氧乳液。
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