水性涂料具有无毒、无味、环境污染小等优点,符合当今涂料的发展方向。环氧树脂附着力强,耐化学药品腐蚀,广泛应用于防腐涂料工业领域。但环氧树脂难溶于水,只溶于有机溶剂,传统的环氧涂料为溶剂型的。将环氧树脂水性化,开发水性环氧涂料以取代溶剂型涂料,适应涂料界节资节能,保护环境的要求。丙烯酸树脂以其优异的保光保色性,也常用作涂料的基料。因此,可以用丙烯酸对环氧树脂接枝改性引入羧基亲水基团,制得环氧-丙烯酸复合树脂,然后中和成盐制得水分散体,兼具了环氧树脂和丙烯酸树脂的优点,涂膜不但附着力好、耐腐蚀性强,而且有着良好的耐水性和耐光热性能。 本文研究了环氧-丙烯酸接枝共聚物的合成工艺条件,在引发剂过氧化苯甲酰作用下,将丙烯酸单体自由基接枝聚合到环氧树脂脂肪碳链的醚键旁的亚甲基上,形成富含羧基亲水基团的环氧-丙烯酸树脂,用N,N-二甲氨基乙醇中和成盐,加水稀释形成水分散液。讨论了接枝反应温度、反应时间等反应条件对合成树脂水分散性的影响,环氧树脂种类、甲基丙烯酸用量、混合溶剂的选取及配比、引发剂用量和中和剂对合成树脂水分散稳定性的影响。通过合成树脂的酸值测定和红外光谱分析,证实了环氧-丙烯酸树脂的接枝反应机理。测定合成乳液的储存、稀释、酸碱、机械和冻融等稳定性,结果表明乳液稳定性好。 研究了环氧-丙烯酸乳液的涂膜固化规律,利用体系固有的羧基、羟基等基团进行自交联固化。制备一系列不同固化温度和固化时间的涂膜,测定涂膜的耐水性及吸水率,用索氏抽提法测定涂膜的固化交联率,确定了固化条件为固化温度160℃时间40min。测试了涂膜的硬度、附着力、柔韧性、耐水性及防腐性等性能指标。配制了水性铁红底漆,加入少量助剂,制备涂膜并考察性能,与企业应用的性能指标作比较,各项性能均达到并超出行业的应用标准。研制的水分散性环氧-丙烯酸乳液可用于制备具有优良的防腐性和环保适应性的水性涂料。