Page 41 - 涂层与防护1912-合

马小龙，等：水性固体环氧乳液的制备与性能研究

波数，cm -1

图 1 (a)环氧树脂 E-20 与(b)乳化剂 E-PEG6000 的红外光谱图
-1
骨架伸缩振动引起的吸收峰；而 915 cm 处的吸收峰 2.2 PEG相对分子质量对乳液离心稳定性和
证明有环氧基团的存在。 图 1（b）是 E-20 与 PEG4000 黏度的影响

反应后得到的乳化剂 E-PEG4000 的红外光谱图。 从
研究了分别以不同相对分子质量（1 000、2 000、
-1
图 1（b）中发现，915 cm 处的环氧吸收峰已经消失，
4 000、6 000）的 PEG 与 E-20 反应合成的乳化剂（E-
这表明 PEG4000 的羟基已经充分反应掉了环氧基团，
PEG） 对环氧乳液离心稳定性和黏度的影响。 E-PEG
而由此生成的大量羟基和脂肪醚键也分别在图 1（b）
用量为 E-20 的 10%，乳化温度 40 ℃，乳化速率 600 r/
-1
-1
中的 3 400 cm 和 1 106 cm 两处的吸收峰得到明显
min，乳液固含 53%。 在上述条件一定的情况下，探究
[12]
的体现 。 综上所述，E-20 与 PEG4000 已经成功地合
了不同相对分子质量 PEG 对乳液离心稳定性的影响，
成了目标产物 E-PEG4000。
结果列于表 1。
表 1 不同相对分子质量 PEG 对乳液离心稳定性和旋转黏度的影响
PEG 相对分子质量
项目
1 000 2 000 4 000 6 000
离心稳定性 严重分层，水油界面明显区分 底部少量软沉淀 无沉淀，乳液均一稳定 无沉淀，乳液均一稳定
旋转黏度（25 ℃）/cps - 2 050 4 300 11 600

由表 1 可以看出，PEG 相对分子质量较低时乳化 环氧乳液，并对其进行粒径测试表征，所有乳液粒径
效果较差，这是因为亲水链段过短导致乳化剂疏水性 测试都是在稀释至固含 3%、25 ℃条件下测试的，结果
太强而很难形成稳定的“水包油”型乳液；而随着 PEG 列于表 2。
相对分子质量的增大，乳化剂亲水性增强，可以在水 表 2 乳化剂用量对乳液粒径尺寸的影响

油界面处形成高强度的界面膜从而保证乳液的稳定 w（乳化剂）/%
项目
性。 PEG 4 000 和 PEG 6 000 都能使乳液具备较强的 7 8 9 10 11 12
离心稳定性，而以 PEG 6 000 合成的乳化剂制备的乳 平均粒径 D 50 /μm 4.6 2.7 1.4 0.7 0.9 1.3
液黏度过大，这会大大降低乳液的后续可操作性。 因 根据 Stoke 法则可知，乳液粒径尺寸愈小，乳液沉
此，PEG 4 000 是合成乳化剂最佳选择。 降分层速率愈慢，乳液愈稳定，储存期愈长。 在乳化剂
用量过少时（＜10% 时），乳化剂分子不足以完全包覆
2.3 乳化剂用量对乳液粒径尺寸的影响
树脂粒子，未被包裹的树脂粒子很容易团聚从而使乳
控制其他条件一致，通过调节乳化剂的加入比例 液粒径较大。 然而乳化剂如果用量过剩不仅不会一直
（乳化剂占环氧树脂 E-20 的质量分数）， 制备了多组 降低乳液粒径，反而会使粒径呈现增大趋势。 这是由

25
涂层技术 COATING TECHNOLOGY