Page 132 - 2025水性涂料虚拟专辑

光 等：环氧酯改性水性丙烯酸树脂的制备及漆膜性能

度下环氧基团会消耗部分羧基，且随着环氧酯用量 数据见表4。
的增加，聚合物中苯环结构和桐油酸长碳链结构增 表4 环氧酯用量对水性丙烯酸树脂 对分 质量
多，都会导致树脂的亲水性变差，树脂在水中的分散 的影响

不稳定，稳定性变差。因此，当环氧酯用量为 35% Table 4 The effect of epoxy ester addition on the
molecular weight of waterborne acrylic
时，改性水性丙烯酸树脂稳定性较好，老化时间为 1 h
时，TSI为1. 52。 resin
在自乳化过程，聚合物中的疏水链段会对乳胶 TEA- TEA- TEA- TEA- TEA-
项目
粒的亲水性和分散性造成影响 。由图 5（b）可知，随 25 30 35 40 45
[15]
着环氧酯用量的增加，粒径呈现变大的趋势，当环氧 相对分子质量 3 343 3 560 3 987 4 120 4 083
酯用量在 25%~35% 时，3 组水性丙烯酸树脂平均粒 相对分子质量 2. 38 2. 50 2. 62 2. 63 2. 66
分布系数
径相差不大 ，在 30 nm 左右。但当环氧酯用量在
40%~45% 时，树脂平均粒径急剧增大，在 120 nm 左 由表 4 可见，不同环氧酯用量的样品相对分子质
右，这是由于聚合物中苯环结构和桐油酸长碳链结 量相差不大，均在 4 000 左右。由于是自由基接枝反
构增多，聚合物疏水性增强，同时随着环氧酯用量的 应，环氧酯提供的活性反应位点多，导致相对分子质
增加，环氧基团数量增多，在较高温度下，发生丙烯 量分布系数均较大。随着环氧酯用量的增加，相对
酸中的羧基和环氧基开环消耗亲水基团这一副反 分子质量和相对分子质量分布系数大都增加，这是
应，导致亲水基团数量降低，聚合物在水中的分散困 因为随着反应物浓度的增加，提供了更多的反应活
难，致使乳胶颗粒变大，平均粒径增大。 性位点，增加了分子间活性中心的碰撞概率，反应效
一般情况下，树脂的黏度越小越好，在生产和水 率提高 。但 TEA-45 的相对分子质量相较于 TEA-
[1]
分散过程更方便，从树脂和涂料性能方面考虑，黏度 40 有所降低，这是由于聚合时丙烯酸类单体的用量
越大的树脂，其涂层综合性能会更优 。由图 5（c）分 是固定的，当环氧酯用量增大到 45% 时，环氧酯用量
[16]
析可知，随着剪切速率的增大，树脂的表观黏度呈现 的增加并不能使相对分子质量增大，反而出现略微
出由急剧降低到逐渐平稳的趋势，这是由于大分子链 减小的趋势。
在剪切作用下发生取向排列，表明这种乳液是一种具 2. 3 漆膜综合性能分析
有“剪切变稀”特性的 塑性液体。当环氧酯用量为 漆膜综合性能如表 5所示。
25% 时，制备的环氧改性水性丙烯酸树脂的黏度最 由表 5 可见，双组分漆膜的耐水性、耐溶剂擦拭
小，随着环氧酯用量的增加，黏度也随之变大，这是由 性、附着力、铅笔硬度普遍优于单组分漆膜的，且其
于环氧酯用量的增加，提供了更多的反应活性位点， 光泽也高于单组分漆膜的。双组分漆膜的交联密度

表现为聚合物相对分子质量增大，黏度变大。 和致密性都高于单组分漆膜。主要是因为氨基树脂
2. 2. 3 相对分 量 的加入形成了更加致密的网状结构，性能更加优异，
改性水性丙烯酸树脂的相对分子质量及其分布 且更为致密的漆膜对光的反射程度大，因此表现为

表5 漆膜综合性能
Table 5 Comprehensive performance of paint film

项目 TEAQ-25 TEAQ-30 TEAQ-35 TEAQ-40 TEAQ-45 AF/TEA-Q25
水接触角/（°） 54. 9 55. 9 61. 7 68. 6 69. 5 65. 5
吸水率/% 9. 66 9. 48 6. 88 6. 41 6. 24 2. 23
光泽（60°） 90. 8 90. 4 91. 8 92. 2 91. 4 100. 1
耐水性/h 10 12 12 14 14 240
耐溶剂擦拭性/次 145 143 149 146 154 450
附着力/级 2 2 1 2 2 1
铅笔硬度 2H HB HB B B 4H
耐冲击性/cm 50 50 50 50 50 40

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