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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(shí)的增強(qiáng)，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(huì)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(xué)化工學(xué)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(bào)道，近年并不缺乏。鄭州大學(xué)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(shí)對這種非離子型乳化劑的原料配比、反應(yīng)溫度及制備環(huán)氧乳液時(shí)的乳化劑濃度進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)表明在同一反應(yīng)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(shí)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?yàn)椋涸谳^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(yīng)程度高達(dá)99.4%，幾乎反應(yīng)完全且需時(shí)較短；在環(huán)氧基與羥基摩爾比為l：1的情況下反應(yīng)，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(shí)驗(yàn)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(shí)合成的乳化劑，所制備的環(huán)氧乳液穩(wěn)定性較好。這是因?yàn)椋寒?dāng)環(huán)氧基和羥基的摩爾比為1：1時(shí)發(fā)生縮聚反應(yīng)，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(yīng)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(dāng)聚乙二醇相對分子質(zhì)量較大時(shí)，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(qiáng)、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(yīng)具有較為廣泛的用途。
同種催化劑不同反應(yīng)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(yīng)溫度的升高反應(yīng)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(yīng)溫度為180%的條件下，反應(yīng)時(shí)間縮短較快，而且也得到了反應(yīng)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?yàn)樵诟邷?180%)下所合成的乳化劑，反應(yīng)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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