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水性环氧树脂乳液兼具环氧树脂优异的化学稳定性能、防腐性能、附着性能、耐水性能、热稳定性能与水性乳液经济环保的优点,是目前涂料用乳液的研究热点与发展方向之一。本论文通过化学改性法,选用聚乙二醇(PEG)、磷酸酯(PM1500)和甲基丙烯酸(MAA)对环氧树脂进行了水性化与功能化改性,并制备了改性环氧树脂乳液。首先用PEG改性环氧树脂得到改性环氧树脂(EP20),在环氧树脂分子链中引入了羟基,增加了环氧树脂的亲水性;然后将EP20与环氧树脂按一定比例复配,以MAA与PM1500为功能单体,通过化学接枝法向环氧树脂分子链中引入极性基团羧基与磷酸酯基团,提高了环氧树脂的亲水性和防腐蚀性能;最后中和成盐,利用相反转法得到稳定的改性环氧树脂乳液,本论文具体研究内容如下。第一部分,通过实验探讨了 PEG分子量、环氧树脂分子量、催化剂的选择与用量、聚合温度、聚合时间等工艺条件对反应及产物的影响。选用中等分子量的PEG2000来改性环氧树脂E20,按n(环氧基):n(-OH)=1:1投料,以用量为E20质量3%的BF3·乙醚络合物为催化剂,聚合温度90℃,聚合时间6 h,制得的EP20性能较优。通过溶解性测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析和凝胶渗透色谱(GPC)分析,可初步判断PEG2000与E20发生的是醚化反应,EP20分子中至少包含一段E20分子链和一段PEG2000分子链,产物亲水性优良。第二部分,通过实验探讨了 EP20与E20的投料比、溶剂的选择及用量、接枝聚合温度、接枝聚合时间、中和度等工艺条件对反应及产物的影响。以m(E20):m(EP20)=1:2投料,选取丙二醇单甲醚(PM)和丙酮为溶剂,混合溶剂与E20的质量比为15:16,反应温度80℃,反应时间6 h,中和度为45%时,得到的改性环氧树脂乳液性能最好。第三部分,通过实验探讨了引发剂过氧化苯甲酰(BPO)、MAA和PM1500的用量对改性环氧树脂乳液性能的影响。随BPO用量的增加,乳液粒径、粒径分散指数(PDI)先减小后增大,乳液粘度先增大后减小;随MAA用量的增加,乳液粒径、PDI、表面张力呈现先减小后增大的趋势,乳胶膜的吸水率随MAA用量的增加而增大;随PM1500用量的增加,乳液粒径、PDI呈减小的趋势,乳液的表面张力呈现先减小后增大的趋势,防闪锈的时间逐渐延长;加入PM1500后,乳液的湿态附着力有了明显提高。当BPO用量为4.5%,MAA用量为19%,PM1500用量为19%时,乳液粒径为116.67nm,PDI为0.083,粒径小,单分散性好,粘度适中,湿态附着力与防闪锈效果好,稳定性高;乳胶粒子形貌规则,近乎球形。第四部分,通过实验探讨了固化剂(WH260)用量、固化温度和固化时间对改性环氧树脂乳液漆膜性能的影响,并对漆膜进行了扫描电镜(SEM)观察与电化学测试。当WH260用量为17%,固化温度为110℃,固化时间为4h时,所得漆膜固化完全;漆膜表面光滑平整,无明显缺陷;且漆膜耐水性、附着力和抗冲击性好,柔韧性较好。在3.5%NaCl溶液中,浸泡初期漆膜电极的腐蚀电位(Ecorr)为-0.602 V,大于金属电极的Ecorr,漆膜对金属电极起到了较好的防护作用。随浸泡时间的延长,漆膜电极的Ecorr逐渐下降,极化电阻(Rp)逐渐减小,腐蚀电流(Icorr)逐渐升高,腐蚀速率逐渐变大,电极逐渐被腐蚀。浸泡336小时后,漆膜的Ecorr下降至-0.923 V,Rp减小为3362 Ω,Icorr升高至3.499×10-6 A/cm2,与未漆膜电极相比,Ecorr与Rp略大,Icorr达到同一数量级,漆膜对金属电极的防护作用失效。