环氧树脂乳液的制备环氧树脂乳液的制备
环氧树脂乳液的制备,环氧树脂乳液的制备
环氧树脂乳液的制备
马金,吴润泽,王桂银
摘要:简要介绍了环氧树脂乳液的制备方法;探讨了乳化温度、乳化剂种类、乳化剂用量、搅拌转速等工艺条件对乳液稳定性的影响。
关键词:环氧树脂乳液;乳化剂;稳定性
前言
目前涂料的高固体份化、无溶剂化、水性化是发展的趋势,其中涂料的水性化是近年来发展十分迅速的一个领域。环氧涂料以其优异的附着力及耐化学性等性能得到了广泛的应用水性环氧涂料除秉承了溶剂型涂料的诸多优点外,还具有污染少等溶剂型涂料无法媲美的性能,环氧树脂的水性化技术是制备水性环氧类涂料的关键技术。本实验通过选择特定的乳化剂及工艺条件制备成功稳定性优良的环氧树脂乳液,从而为环氧树脂的应用拓展了空间。
1 实验部分
1.1 实验原料
环氧树脂E-20 江苏太仓苏通
丙二醇乙醚 江苏华伦化工有限公司
乳化剂 市售
去离子水 自制
1.2 实验装置
恒温水浴锅 上海比朗仪器有限公司
分散机 上海现代环境工程技术有限公司
电子天平 常州万泰天平仪器有限公司
乳化头 委托制造
1.3 实验步骤
将经破碎、研磨、筛分的环氧树脂E-20和配方量的乳化剂、助溶剂丙二醇乙醚在室温下加入到150 mL烧杯中,然后将烧杯放入恒温水浴锅中升温到一定温度使树脂和乳化剂熔化,维持该温度并开启搅拌,使树脂与乳化剂在低速下预混合。然后在高速剪切作用下缓慢滴加配方量的水,直至体系黏度突然降低,停止滴水,继续搅拌0.5h,最后滴加剩余的水,即得环氧树脂乳液。
2、结果与讨论
2.1影响乳液稳定性的主要因素
通过实验对比分析工艺条件对乳液稳定性的影响,笔者认为乳化剂种类、用量、乳化温度及乳化头的结构对乳液的制备起决定性作用。制备稳定性优良的环氧树脂乳液首先必须选择具有合适微观结构和HLB(亲水亲油值)的乳化剂,实验中选择了普通乳化剂和含环氧基团的乳化剂两类乳化剂,从实验结果来看,具有环氧结构的乳化效果更佳,用量为固体环氧树脂的12%(wt%)时即可得到稳定性优良的乳液,而不含环氧基团的乳化剂在相同工艺条件下很难制得环氧乳液。对于固定的乳化体系,乳化的温度一方面影响着树脂在乳化前的熔解情况,更重要的是影响着乳化剂的乳化效力,乳化温度如果超过了乳化剂自身的浊点温度,其乳化性能将大大降低,导致乳化过程不完全,形成粒径较大而使储存稳定性变差。通过对系列温度的考察,实验结果表明乳化温度为60℃时乳化效果最佳。从搅拌方面讲,单单靠高搅拌转速更确切的说是搅拌叶片外端所形成的线速度来制备稳定性好的乳液是不够的,高稳定性乳液的制备更需要叶片轴向和径向的共同作用,这使得料液在转子区形成强烈液力剪切的同时,又产生上、下轴向抽吸力,使料液充分的分散、乳化,这就对乳化头的结构提出了更高的要求。实验结果表明,采用爪式对偶咬合结构的乳化头更易制得稳定性优良的乳液。
2.2在最优工艺条件下制备的乳液性能
测试项目
测试结果
测试方法
外观
乳白色
目测
pH值
6~8
pH试纸
黏度
25~40
涂4杯25±1℃
固体含量
45%~50%
120±2℃烘24h
稳定性
不破乳
1800r/min×30min搅拌
乳液类型
O/W
—
3 结论
采用特定的含环氧基团的乳化剂乳化环氧E-20树脂可获得稳定性优良的环氧树脂乳液。
通过考察乳化剂用量及乳化工艺对环氧E-20树脂乳液稳定性的影响,得出了制备环氧乳液的最佳条件是:乳化剂占树脂质量分数为12%、乳化温度为60℃ ,搅拌速度为800r/min,乳化时间为40~50 min。
乳化头的结构影响乳液的制备,采用爪式对偶咬合结构的乳化头更易制得稳定性优良的乳液。
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