1 实验部分

1.1主要试剂与仪器

环氧树脂(E-44):工业级,南通星辰合成材料有限公司;桐油酸:工业级,碘值152.79g/100g,安徽省瑞芬得油脂加工有限公司;丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸丁酯(BA)、乙二醇丁醚(BCS):工业级,天津市科密欧化学试剂有限公司;甲基丙烯酸甲酯(MMA):工业级,天津欧博凯化工有限公司;丙烯酸羟丙酯(HPA)2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯(AMSD)、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、N,N-二甲基乙醇胺(DMEA):分析纯,上海麦克林生化科技有限公司;溴化钾、氘代二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋(THF):色谱纯,上海麦克林生化科技有限公司;氨基树脂(CY325):工业级,氰特消泡剂(902W):工业级,太原美特翔科技有限公司:润湿剂(4100)、流平剂(BYK333):工业级,毕克;磺酸催化剂(XT-92):分析纯,湖南雪天精细化工股份有限公司;钛白原浆:工业级,陕西宝塔山油漆股份有限公司;去离子水:自制。

傅立叶变换红外光谱仪(VECTOR-22型)、核磁共振波谱仪(AVANCENEO600MHz型):布鲁克;凝胶渗透色谱仪(GPC):E2695,Waters;稳定性分析仪:TurbiscanLab型,Formulaction;流变仪:DHR-1,TA;纳米粒度电位仪:ZetasizerNano-ZS型,Malvern;多功能耐磨试验机:ZJ-9600型,深圳市致佳仪器设备有限公司;铅笔划痕试验仪:0HO-A型,东莞市**精密检测设备厂;静态接触角测量仪:JC2000C1型，上海晨光设备有限公司;场发射扫描电镜:SU8100型:日本理学公司;漆膜冲击器:0CJ-500型,深圳市森宇仪器设备有限公司。

1.2环氧酯的制备

在三口烧瓶中加入30g桐油酸、60g环氧树脂10g乙二醇丁醚,搅拌升温至110℃。将0.06gDMEA和8g乙二醇丁醚混合均匀后,30min滴加完毕。以DMEA滴加完毕后为起始,取三口瓶中的混合物测一次酸值和碘值,然后每隔1h测一次该混合物酸值和碘值,当酸值<3mgKOH/g时为反应终点。

1.3环氧酯改性水性丙烯酸树脂的制备

将制备的环氧酯加入三口烧瓶中，升温至130℃,分别称取8SAA、20gBA、40gMMA、12gHPA、0.5STBPB、3SAMSD混合均匀后滴加到三口烧瓶中,滴加时间为3h,随后保温1h(此时得到后续2.2.1中的“升温反应后混合物”,不升温至130℃,在室温下进行上述操作,得到“未升温混合物”),降温至80℃后加入DMEA中和20min左右,中和度为1.2,得到环氧酯改性水性丙烯酸树脂。在保持其他条件不变的情况下,改变环氧酯用量,分别占单体(AA、BA、MMA、HPA)总质量的25%、30%、35%、40%、45%,制备的环氧酯改性水性丙烯酸树脂分别命名为TEA-25、TEA-30、TEA-35、TEA-40TEA-45.单/双组分环氧酯改性水性丙烯酸树脂

1.4漆膜的制备

按照GB/T1727-2021,将涂料用线棒均匀刮到用砂纸打磨过的马口铁片上,放置于室温条件下依靠双键自氧化交联固化,10d后漆膜完全干燥,对漆膜的各性能进行测试。将制备的单组分漆膜分别标记为TEAO-25、TEAO-30、TEAO-35、TEAO-40TEAO-45在烧杯中依次加人表2中A组分和B组分原料按照上述工艺制备双组分漆膜,待漆膜表面干燥后，130℃烘烤20min交联固化,置于室温条件下,10d后对漆膜的各性能进行测试。将制备的双组分漆膜标记为AF/TEAO-25、AF/TEAO-30、AF/TEAQ-35AF/TEAO-40、AF/TEAO-45。

1.5测试与表征

1.5.1酸值和碘值的测试

按照GB/T2895-2008测试酸值,按照GB/T5532-2022测试碘值。

1.5.2FT-IR和'HNMR表征

在室温条件下,用毛细管分别取适量的环氧酯均匀涂在空白溴化钾压片上,利用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)对样品的化学结构进行表征,扫描范围4000~400cm利用核磁共振波谱仪对样品的化学结构进行表征,内标为四甲基硅烷(TMS),测试温度为25℃,用二甲基亚砜(DMSO)将样品完全溶解后进行测试。

1.5.3水性树脂性能测试

利用凝胶渗透色谱仪测定聚合物相对分子质量,取适量水性树脂于烘箱中烘烤至完全干燥,取15mg样品,加人4~5m四氢呋喃,待样品完全溶解后进行测试。

利用稳定性分析仪测试乳液稳定性,测试温度为25℃,近红外光(λ=880nm),每隔10min扫描次,测试时间为1h。根据乳液分散稳定性指数(TSI)表征乳液的稳定性。

式中:Xi第i次平均后向散射光强度;XBS-Xi的平均值;n-扫描次数。

利用纳米粒度电位仪测试乳液粒径,将乳液用去离子水稀释至0.1%(质量分数),测试乳液粒径大小及其分布,测试温度为25℃,激光散射角为90°利用旋转流变仪测试乳液流变性能,测试温度为25℃,夹具为40mm平行铝板,间隙1000.0μm,加载间隙7000.0μm,修边间隙偏置为50.0um,平衡时间30s,剪切速率为0.1~100s,每数量级点数为10。

1.5.4漆膜性能测试

在室温下,将质量为m的漆膜样品用去离子水浸泡一定时间后,用滤纸吸干表面水分,称得质量为m,按式(2)计算吸水率。同一样品取3个平行样进行测试,结果取平均值

式(2)吸水率=(mz-m,)/m,x100%采用接触角测量仪测试漆膜水接触角,水滴大小为5μL,平行测量3次,取平均值。采用多功能耐磨试验机测试漆膜耐溶剂擦拭次数,以**为溶剂,试验速度为60次/min,每个样品平行测试3次,取平均值按照GBT1733-1993测试漆膜耐水性;按照GB/T8941-2013测试漆膜光泽(60°);按照GB/T6739-2022测试漆膜铅笔硬度;按照GB/T17282020中乙法(指触法)测试膜表干,压滤纸法测试漆膜实干;按照GB/T9286-2021测试漆膜附着力:参考GB/T1732-2020测试漆膜耐冲击性。

（未完待续）

来源：陕西科技大学化学与化工学院、西陕西省轻化工助剂重点实验室、涂料工业，迈爱德编辑整理