环保型纳米TiO2改性水性环氧涂料的研制
高伟华，冯思静
（辽宁工程技术大学环境科学与工程学院，辽宁阜新123000）
摘要：通过正交实验和单因素实验，以涂膜的拉伸强度为依据，确定了纳米TiO2改性水性环氧涂料时，制备环氧－...丙烯酸乙酯接枝共聚乳液的单体过氧化苯甲酰（BPO）和...丙烯酸乙酯（EMA）的最佳用量，适当的反应时间和反应温度，固化剂的最佳添加量，以及纳米TiO2的最佳添加量。对涂膜进行了红外光谱和热重分析，对比检测了未改性环氧涂料、EMA改性环氧涂料、纳米TiO2改性水性环氧涂料的各方面性能。结果表明，纳米TiO2改性水性环氧涂料的各方面性能良好，涂膜具有较高的机械强度、良好的附着力、较好的热稳定性和耐水、耐酸碱性能。
关键词：环氧-...丙烯酸乙酯乳液；水性涂料；纳米TiO2
中图分类号：TQ637文献标识码：A文章编号：1008－9500（2012）02－0034－03
目前常用的环氧树脂涂料大部分是溶剂型，其中的有机挥发物大多属于易燃易爆及有毒物质。如直接排放到大气中，在紫外线辐射下会产生光烟雾或形成酸雨，对环境造成严重污染［1］。因此，对环氧树脂涂料的水性化研究具有重要意义。因环氧树脂较脆，其力学性能不够完善［2］，而纳米TiO2颗粒小，具有极强的表面活性，与环氧树脂结合可明显提高涂层的结合力、硬度和拉伸强度［3］。通过化学接枝改性法，将...丙烯酸乙酯接枝到环氧树脂上使其获得亲水基而水性化，并添加纳米TiO2，使制备的涂料具有较好的拉伸强度，良好的附着力，较高的热稳定性和耐水、耐酸碱性能。
1·实验部分
1.1主要原料
环氧树脂E-44，沈阳正泰防腐材料有限公司；过氧化苯甲酰，沈阳华特化学有限公司；...丙烯酸乙酯，沈阳德美化工有限公司；乙二胺，沈阳第一有机化工股份有限公司；纳米TiO2（30～50nm），上海润和纳米材料公司。
1.2主要仪器与设备
数显恒温水浴锅，HH-4型，常州国华电器厂；傅里叶红外光谱，FT2000型，美国尼高力公司；热重测试仪，STA449C型，德国耐驰公司；拉伸试验机，XLD-1KN型，承德试验机有限责任公司。
1.3制备工艺
在装有搅拌器、滴液漏斗、冷凝管及温度计的四口烧瓶中依次加入一定量的E-44，EMA，BPO，控制反应温度和反应时间制备接枝共聚物；接着加入一定量的氨水和蒸馏水，调节pH值为7左右得乳液，室温保存。最后依次加入纳米TiO2、二...硅油，高速搅拌即得环保型纳米TiO2改性水性环氧涂料，与相应的固化剂乙二胺配量使用。配方见表1所示。
表1纳米TiO2涂料的基础配方
1.4性能检测
傅里叶红外光谱仪检测内部基团；热重测试仪检测其热稳定性；吸水率根据GB/T1738-1979《绝缘漆漆膜吸水率测定法》标准测定；附着力按照GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》标准测定；贮存稳定性根据GB/T6753.3-1986《涂料贮存稳定性试验方法》进行测定；拉伸强度根据GB/T16421-1996《塑料拉伸性能小试样试验方法》标准测定；耐水性根据GB/T1733-1993《漆膜耐水性测定法》标准测定；耐酸性和耐碱性根据GB/T1763-1979《漆膜耐化学试剂性测定法》标准测定。
