环保型汽车用水性环氧树脂底漆研制
新型水性环氧涂料的制备与实验分析方法
新型水性环氧涂料的制备与实验分析方法一、引言二、新型水性环氧涂料的制备（一）原材料的选择1、环氧树脂选择合适的环氧树脂是制备水性环氧涂料的关键。
常用的环氧树脂有双酚 A 型环氧树脂、双酚 F 型环氧树脂等。
这些环氧树脂具有良好的附着力、耐化学腐蚀性和机械性能。
2、固化剂水性环氧涂料的固化剂通常采用水性胺类固化剂，如改性脂肪胺、聚酰胺等。
固化剂的选择应根据环氧树脂的类型和性能要求进行。
3、助剂为了提高涂料的性能，还需要添加一些助剂，如消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂等。
（二）制备工艺1、乳液法将环氧树脂和乳化剂在高速搅拌下分散于水中，形成乳液。
然后加入固化剂和助剂，搅拌均匀，得到水性环氧涂料。
2、相反转法将环氧树脂溶于有机溶剂中，加入乳化剂和水，在一定条件下进行相反转，使环氧树脂从油相转变为水相，形成乳液。
最后加入固化剂和助剂，得到水性环氧涂料。
三、实验分析方法（一）性能测试1、外观观察涂料的外观，包括颜色、光泽、平整度等。
2、干燥时间采用指触法或干燥时间测定仪测定涂料的表干时间和实干时间。
3、附着力按照国家标准 GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》进行附着力测试。
4、硬度使用铅笔硬度计或摆杆硬度计测定涂料的硬度。
5、耐水性将涂有涂料的样板浸泡在水中，观察其外观变化和附着力的变化，评估涂料的耐水性。
6、耐化学腐蚀性将涂有涂料的样板分别浸泡在酸、碱、盐等溶液中，观察其外观变化和附着力的变化，评估涂料的耐化学腐蚀性。
（二）微观结构分析1、扫描电子显微镜（SEM）通过SEM 观察涂料的微观结构，包括涂层的表面形貌、孔隙率等。
2、傅里叶变换红外光谱（FTIR）利用 FTIR 分析涂料中化学键的变化，确定固化反应的程度和官能团的存在。
四、实验结果与讨论（一）性能测试结果1、外观制备的水性环氧涂料外观均匀，颜色鲜艳，光泽度良好，平整度高。
2、干燥时间表干时间为 2-4 小时，实干时间为 24-48 小时，满足实际施工的要求。
常用水性聚氨酯涂料配方
常用水性聚氨酯涂料配方
水性聚氨酯涂料是一种环保型涂料，具有良好的附着力、耐磨性、耐化学物质腐蚀、耐水性和气相透性等特点，被广泛应用于家具、建筑、汽车和木制品等领域。
以下是几种常用的水性聚氨酯涂料配方。
1.签发箱木器涂料：
-异丙醇：250克
-水：150克
-异六亚甲基二异氰酸酯：250克
-超稀的尿素醛树脂：20克
-环氧丙烷：5克
-搅拌20分钟
2.家具聚酯颜料涂料：
-赛白粉：50克
-环氧乙烷：100克
-偶乙烯二胺：100克
-福尔马林：100克
-含有聚酯树脂的溶剂：200克
-混合均匀
3.乳胶聚酯家具涂料：
-乳胶乳：150克
-聚酯树脂：70克
-聚醚：30克
-偶乙烯二胺：10克
-油漆稠化剂：10克
-搅拌均匀
4.汽车防腐聚酯漆配方：
-聚丙烯酸：400克
-聚醋酸乙烯酯单体：300克
-溶剂：50克
-铝粉：300克
-适量的颜料
-混合均匀后添加固化剂
5.木器底漆：
-乳胶乳：400克
-聚酯树脂：200克
-环氧底漆：100克
-偶乙烯二胺：10克
-钛白粉：150克
-油漆稠化剂：10克
-混合均匀
以上是几种常用的水性聚氨酯涂料配方，每种涂料的成分比例和配方可以根据具体需求进行微调。
值得注意的是，使用涂料时需严格按照产品说明书操作，确保操作安全和涂层质量。
水性环氧树脂涂料的应用研究文献综述
水性环氧树脂涂料的应用研究文献综述首先，水性环氧树脂涂料在建筑领域的应用研究文献较为丰富。
孙大
志等（2024）研究了水性环氧树脂涂料的性能以及其在建筑涂料中的应用，结果表明水性环氧树脂涂料具有良好的附着力和耐候性，可以满足建筑涂
料的要求。
此外，李博等（2024）通过添加无机材料改性水性环氧树脂涂料，提高了其硬度和耐磨性，使其更适合用于地坪涂料。
这些研究结果表明，水性环氧树脂涂料在建筑领域具有广阔的应用前景。
其次，水性环氧树脂涂料在汽车领域的应用研究也受到了广泛关注。
杨静等（2024）通过调整水性环氧树脂涂料的配方，研究了其在汽车漆中
的应用效果，结果显示水性环氧树脂涂料具有良好的质感和耐刮性，能够
满足汽车涂料的要求。
此外，张明等（2024）利用水性环氧树脂涂料制备
了一种耐腐蚀的汽车底漆，并测试了其耐化学品和耐海水性能。
研究结果
表明水性环氧树脂涂料具有良好的耐化学性能和耐腐蚀性能，适合用于汽
车底漆。
此外，水性环氧树脂涂料在其他领域的应用研究也有不少成果。
张云
等（2024）通过改变水性环氧树脂涂料的固化剂，制备了一种透明的电子
封装材料，具有良好的绝缘性能和可靠的电性能。
孙明等（2024）研究了
水性环氧树脂涂料在家具涂料中的应用，结果显示水性环氧树脂涂料具有
良好的耐热性和耐磨性，适合用于家具涂料。
综上所述，水性环氧树脂涂料在建筑、汽车、电子、家具等领域的应
用研究取得了很多进展。
未来的研究可以进一步探索水性环氧树脂涂料的
配方和改性方法，以提高其性能，并拓宽其应用领域。
新型改性水性环氧树脂的制备及性能研究
新型改性水性环氧树脂的制备及性能研究摘要：环氧树脂是一种化学性质优异的材料，其中包含环氧基、羟基和醚键等多种活性反应基团，因此在各种领域得到广泛应用。
然而，传统的溶剂型环氧树脂由于其高挥发性有机化合物（VOC）含量已经无法满足现代绿色环保的需求，因此研究环氧树脂水性化技术及其改性化方法就显得非常重要。
通过采用自制反应型表面活性剂作为亲水基团，并加入低分子量环氧树脂等原料进行制备，可以得到环氧当量在800g/eq左右的水性化环氧树脂。
与市售的水性环氧树脂相比，这种材料具有优异的打磨性能和耐水性能，而且干燥性能也更加出色，适合于“湿碰湿”体系。
此外，由于它能添加更少的固化剂，因此也具有更好的性价比。
鉴于此，本文将讨论新型改性水性环氧树脂的植被以及改性后的性能，旨在推广和应用水性化环氧树脂技术，促进经济可持续发展和环保事业的发展。
关键词：水性环氧树脂；制备；性能前言：环氧树脂是一种常用于涂料、粘结剂等产品的树脂基体，由于其具有优异的附着力强、力学性能高、耐化学品性和电绝缘能力等特性，在建筑结构工程、机械零件加工以及航空工业制造等领域得到了广泛应用。
然而，传统的溶剂型环氧树脂存在致毒、挥发性强等问题，因此研究环保、安全而有效的水性环氧树脂已成为专家学者的关注重点。
本研究合成的新型水性环氧树脂具有更大的分子量以及更好的乳化效果，同时与常规水性环氧树脂相比稳定性更佳、早期打磨性能更好、耐水性能更优秀，解决了目前水性环氧树脂存在的一系列问题。
此外，本研究中合成的水性环氧树脂还具有优异的成膜性能，涂层表面光滑、均匀，具有良好的外观效果。
一、水性环氧树脂改性研究进展（一）聚氨酯改性水性环氧树脂聚氨酯具有良好的韧性、耐冲击性和耐腐蚀性等优点，对环氧树脂进行改性可以有效改善其本身的质脆、耐冲击性不足的缺点，提高涂膜的综合性能。
改性方法可以采用物理共混合共聚改性法。
通过将不同粒径的水性聚氨酯与市售水性环氧乳液进行物理共混，当水性聚氨酯粒径为55nm且比例为5%时，可明显增强环氧树脂的韧性，并提高拉伸性能和涂膜的耐冲击性和柔韧性等[1]。
环氧型水性自泳漆的研制
度下用上述稀释的溶液和去离子水稀释水性环氧 自
２
四川化 工
第ｌ ７卷
２ ０ １ ４年 第 ４期
泳漆原漆至固含量 为 ８ 的 自泳漆槽 液 ， 静置活化 ２ ４ ￣４ ８ ｈ ， 待用 。
１ ． ４ 样板 实验 与 漆膜性 能 检测 样 板涂 装工 艺 如 图 １ 所示。
摘 要
采用“ 己二酸与环氧树脂酯化反应＋氨水 中和＋相反转” 工艺制备高稳定性的水性环氧乳液 ， 加人活化剂 、 颜料浆 、 去离子水等 ， 制备了环氧型水性 自 泳漆 。样板实验结果表明 ： 漆膜表 面光滑平
整、 有光泽 ， 耐盐雾实验时间为 ３ ６ ０ ｈ ， 达到汽车车身底漆 Ｉ 级 防腐标准 ， 具有较好的市场应用潜力 。
第 ４期
Ａ Ｌ
一
环氧 型水 性 自泳 漆 的研 制
・
ｈ
ｔ ｌ ｔ ｔ ｔ ｔ ｔ ｔ ｌ
科研 与开发
＿
环 氧 型 水 性 自泳漆 的研 制
敬 丽霞 谢克难 廖 立 龙 沁 赖 雪 飞
（ 四川大学化 学工程 学院， 四川成都 ， ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
代丙烯酸树脂作为 自泳漆成膜主体 ， 开发具有 高防 腐能力的第二代 自 泳漆 的思路 。
１ 实验
１ ． １ 实验原 料 （ 如表 １ ）
１ ． ２ 水 性环 氧 乳液 的 制备
１ ． ３ 自泳 漆槽 液 的 配制 在８ ０ ０ ￣ｌ Ｏ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ的搅拌 速 度下 ， 用 １ ２ ｍＬ的
按 国家标准漆膜外观标准 Ｇ Ｂ １ ７ ２ ９ － ７ ９ ， 用 目测 法直接观察漆膜的外观 ； 按 国家标准漆膜厚度测试 标准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ３ ４ ４ ８ － ９ ２ ， 使用磁性 测厚仪 来检 测漆膜
水性环氧涂料的研究
水性环氧涂料的研究个性教育专业拓展小组学院：专业班级：、姓名：学号：指导教师：2012年12月25日摘要：概述了水性环氧涂料的优缺点，一方面介绍了今年来水性环氧涂料改性进展；另一方面介绍了功能单体扩链法和自由基接枝改性法和其它方法对疏水性的环氧树脂改性进展，另一方面是亲水性的胺类固化剂的改性进展。
通过对水性环氧涂料的改性，使得它的物理和化学性能得到很大改善，如耐腐蚀性增强，附着力提高，涂膜硬度、光泽等也得到明显改善。
最后对水性环氧涂料的发展趋势和应用前景进行了展望。
关键词：水性环氧涂料，固化剂，改性1前言随着人们环保意识的日益增强，水性涂料成为涂料发展的一个重要方向和研究热点。
而需求量很大的防腐涂料也必须朝着环保，节能，高效的方向发展为了适应高性能，低污染的发展要求，涂料企业和相关的科研所不断推出水性防腐涂料，高固体分防腐涂料等新产品，国外甚至已经提出将水性防腐涂料用于环境苛刻的重防腐涂料体系[1-2]。
涂料在经过从油基树涂料到合成树脂涂料这一历史性发展之后，目前正向低公害，高性能这一方面发展。
溶剂型涂料的主要缺点是使用了大量的有机溶剂，不仅浪费了资源，也给环境带来了严重的污染。
由于环保和节约能源的需要，人们相继研究开发了以水为溶剂的水性涂料和由纯固体组成的粉末涂料以及辐射固话涂料[3],当今的涂料不仅具备保护性和装饰性，还须赋予其特殊功能即向“精细”方向发展。
水溶性涂料的优点是以水为溶剂，因而可以避免采用有机溶剂带来的可燃性，毒性，以及高成本和施工条件等种种不利因素；除此之外,水溶性涂料的漆膜连续性于一般溶剂漆相仿，赋于乳胶漆和良好的防锈性，故可用于金属表面。
其光泽也接近一般溶剂漆，稳定性也较好。
因此建筑涂料的水性化是其产品结构向着保护环境，减少有机挥发物VOC方向发展。
环氧树脂因其品种较多、性能优异而广泛应用于[4]涂料生产中，但目前所用的环氧涂料大多为溶剂型，污染严重；因此，水性环氧树脂涂料成为当今各国水[5-6]性涂料研究的热点。
汽车底盘用高性能水性环氧底面合一漆的研制
汽车底盘用高性能水性环氧底面合一漆的研制陈以满，丁梦佳，刘保磊（南京长江涂料有限公司，南京210047）Pr epar at ion of High Per for mance Wat er bor ne EpoxyPr imer -Topcoat Coat ings for Aut omobile Chassis摘要：通过选取水性丙烯酸改性环氧分散体、预开环型水性环氧分散体、自乳化水性环氧树脂体系、水性环氧乳液4款水性树脂，搭配水性改性胺固化剂及异氰酸酯固化剂进行汽车底盘用涂料的制备及其性能研究。
其中，自乳化水性环氧树脂（AB-51）体系可获得环保性好、综合性能最优的汽车底盘涂料。
所得涂层的铅笔硬度为2H ，耐盐雾850h 下单边扩蚀＜2mm ，一次成膜厚度可达100μm ，耐挥发油360h 无起泡发软现象，同时VOC 含量＜100g/L ，能够满足中高端市场汽车底盘的防腐蚀要求。
关键词：水性环氧；底面合一涂料；高性能；汽车底盘中图分类号：TQ630.7文献标识码：A 文章编号：1672-2418(2019)09-0040-06Chen Yiman,Ding Mengjia,Liu Baolei(Jiangsu Changqiang Paint Co.,Ltd.,Nanjing 210047,China )Abst r act :Four types of waterborne resins including acrylic modified epoxy dispersion,pre -opening type epoxy dispersion,self-emulsified epoxy resin system and epoxy emulsion are providedand respectively combined with aqueous modified amine curing agent and isocyanate curing agent toprepare the coatings for automobile chassis.The properties of the prepared coatings are investigatred.The resutls show that the coatings based on the self -emulsified waterborne epoxy resin AB -51exhibt the optimal properties.Specifically,its pencil hardness of the obtained coating is 2H.Theunilateral diffusion of corrosion is less than 2mm after salt spray test for 850h.Its single-layer filmthickness can reach 100μm.There is no blister after oil resistance test for 360hours,meanwhile,the VOC content is <100g/L.It can meet the anticorrosion requirements of the chassis for the mid-and high-end automobile market.Keywor ds ：waterborne epoxy ；primer-topcoat coatings ；high performance ；chassis0引言近年来，随着水性工业漆的技术发展，国内一些企业开始在卡车、农用车、公交车等汽车底盘上应用水性底盘防腐涂料，替代溶剂型底盘防护涂料。
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环保型汽车用水性环氧树脂底漆研制
新型第5类水性环氧树脂体系为基料，添加无毒无污染防锈颜、填料，选择适宜的助剂，制备了环保型双组分低温烘干型汽车用底漆。
研究了水性环氧体系的成膜性能，环氧基与胺氢的摩尔比和颜料体积浓度（PVC）对漆膜耐盐雾性能的影响。
关键词：水性环氧涂料；汽车底漆；环保
中图分类号：TQ630.7文献标识码：A文章编号：1009-1696（2009）03-0009-03
0·前言
自2003年1月1日《中华人民共和国清洁生产促进法》实施以来，2006年1月1日《环境标志产品技术要求——水性涂料》法规又相继实施，汽车涂装行业也从2006年12月1日起实施《清洁生产标准汽车制造业（涂装）》行业标准。
一系列环保法律、法规的实施，加快了涂料朝高固体分、无有害溶剂、无毒、无污染、水性化方向的发展。
本文结合汽车制造业现阶段涂装工艺的特点，研究了第5类水性环氧体系中环氧树脂与环氧固化剂的成膜性能，环氧基与胺氢的摩尔比和颜料体积浓度（PVC）对漆膜耐盐雾性能的影响，开发了环保型汽车用水性环氧树脂底漆。
1·实验部分
1.1原材料
水性环氧树脂乳液：自制。
水性环氧固化剂：自制。
颜、填料：钛白粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、复合磷
钛粉、云母、硫酸钡等，均为工业品。
助剂：润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂、闪蚀抑制剂、防霉剂、偶联剂、防沉剂、增稠剂、pH值调节剂等。
溶剂：去离子水。
1.2底漆的制备工艺
甲组分：首先用高速分散机在低速搅拌下，将润湿剂、分散剂、部分消泡剂加入到水性环氧固化剂中分散充分；再慢慢投入颜、填料，混合均匀后高速分散充分；然后用砂磨机研磨至细度符合要求；最后补加消泡剂（部分）、闪蚀抑制剂、防霉剂、流平剂、偶联剂、防沉剂、增稠剂、pH值调节剂等，用去离子水调整到适宜的粘度。
乙组分：水性环氧树脂乳液（自制）。
1.3性能检测及主要仪器、设备
检验总依据：GB/T13493—92《汽车用底漆》。
附着力：用QFZ-Ⅱ型漆膜附着力测定仪（天津科联材料试验机厂），按GB1720—79测定。
柔韧性：用漆膜柔韧性测定仪（上海现代环境工程技术有限公司），按GB1731—79测定。
耐冲击性：用QCJ型漆膜冲击器（天津中环试验机厂），按GB1732—79测定。
硬度：用QHQ型涂膜铅笔划痕硬度测定仪（天津科联材料试验机厂），按GB6739测定。
耐盐雾性：用盐雾腐蚀试验箱（金坛市金鹰环境试验设备有限公司），按GB1771—92测定。
1.4底漆的主要性能指标
底漆的主要性能指标见表1。
2·配方设计
2.1水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂的选择
2.1.1对去离子水的容忍度试验
水性环氧树脂和水性环氧固化剂对去离子水的容忍度是决定制漆性能的关键之一，分别按4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2比例与水混合静置。
不出现破乳、分层现象，静置时间越长，表明对去离子水的容忍度越高。
通过试验，选择1∶1比例（按固体计约占25%）、静置3d以上不出现异常现象的环氧乳液或环氧固化剂制漆。
2.1.2清漆漆膜性能试验
按环氧基/胺氢的摩尔比在（0.8~1.2）∶1范围将不同比例的水性环氧树脂乳液和环氧固化剂混合，可添加适量助剂。
喷涂在马口铁板上，干燥后观察漆膜的透明性、检测漆膜的附着力、硬度、柔韧性、耐冲击性等指标。
选择外观透明、漆膜性能指标高的水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂制漆。
2.2颜、填料的选择
依据《环境标志产品——水性涂料》要求，不选择红丹、锌铬黄、锶铬黄、中铬黄等防锈性能突出但有毒的防锈颜料。
选择磷酸锌、三聚磷酸铝、复合磷钛粉等环保型化学防锈性能好的颜料，主要是在涂层内离解出磷酸根离子或三聚磷酸根离子，与基材金属离子形成致密附着膜，从而抑制腐蚀；选择云母等物理防锈好的片状填料，有效减缓空气中的水、氧气对漆膜的透过性从而减缓腐蚀。
2.3助剂的选择
2.3.1润湿、分散剂根据颜填料的种类、粒径、分散难易程度，主要从成膜物阴、阳离子角度考虑，选择非离子型润湿、分散剂。
2.3.2消泡剂
主要从与基料的相容性、抑泡、破泡效果等几方面对比选择。
部分消泡剂研磨时加入，部分消泡剂调漆时补加，以发挥消泡剂的整体抑泡、破泡能力。
2.3.3流平剂
甲、乙两组分按比例配制好后喷涂于底材上，观察漆膜是否出现桔皮、缩孔等异常现象，流平剂用量以不出现桔皮、缩孔等异常现象的最小用量为宜。
2.3.4抗闪蚀剂
水的表面张力大，在空气中的挥发速度相对溶剂型涂料慢，漆膜表干时间长，钢铁表面极易产生闪锈，在低温（5℃以下）或高湿（80%以上）条件下更是如此，严重影响漆膜外观和耐腐蚀性能。
常加入亚硝酸盐、苯甲酸盐加以防止，考虑到会影响耐水性等，没有选用，选用了表面活性剂类型的胺类高分子助剂。
在低温和高湿度环境条件下都能达到理想的效果。
2.3.5pH值调节剂
由于水性环氧固化剂与颜、填料一起研磨制得的甲组分体系本身呈碱性，选择了醇胺类高分子pH值调节剂，以保证漆浆体系的长期贮存稳定性。
同时还有助于润湿和分散。
2.3.6增稠剂
根据现阶段汽车制造业底漆涂装工艺的特点，大部分是采用湿碰湿一次喷涂、喷涂时间间隔短、湿漆膜比较厚，水性涂料相对溶剂型涂料挥发慢，更易出现流坠、流挂等涂膜弊病，尤其是低温高湿环境条件下施工更是如此。
考虑到常用的纤维素等碱溶胀型增稠剂对漆膜的耐腐蚀性能有影响而没有选用，选用了聚氨酯缔合型增稠剂以改善湿漆膜表干之前的抗流挂性，同时也增强了施工喷涂时的可厚涂性。
2.3.7·偶联剂
为了增强水性环氧汽车底漆对底材的附着力，可考虑添加硅烷类偶联剂，最好选用带环氧或者氨基等活性反应基团的，仍需要对比空白与添加后对漆膜耐腐蚀性能的影响。
2.4·颜料体积浓度（PVC）对漆膜性能的影响
通过调整颜基比配制不同颜料体积浓度（PVC）的产品，对比耐盐雾性能的变化：PVC太低，成膜体系中基料粒子包覆颜料粒子后有大量的剩余；PVC太高，成膜体系中基料粒子不能完全包覆颜料粒子，都会影响漆膜的致密性从而影响漆膜的耐腐蚀性能。
根据GB/T13496—92《汽车用底漆》的要求、权衡漆膜的综合性能，配方PVC控制在21.7%~37%为最佳。
漆膜耐盐雾性随PVC的变化趋势见图1。
2.5环氧基与胺氢的摩尔比对漆膜性能的影响
理论上，按环氧基与胺氢的摩尔比1∶1刚好完全固化反应。
但通过调整不同环氧基与胺氢的摩尔比，对比漆膜耐盐雾性能的变化，结果发现：环氧基稍微过量，漆膜耐盐雾等性能提高，相反，胺氢稍微过量，漆膜耐盐雾性能等降低，无论哪种组分过量太多，漆膜耐盐雾性均发生急剧变化。
根据GB/T13493—92《汽车用底漆》的要求、权衡漆膜的综合性能，配方中环氧基与胺氢的摩尔比控制在0.87~1.15范围最佳。
漆膜耐盐雾性随环氧基与胺氢摩尔比的变化见图2。
3·结语
研制水性环氧汽车涂料与研制溶剂型涂料一样，与配方体系的基料、颜填料、助剂、溶剂等密切相关，更要注意水性涂料的固化机理和施工工艺的特殊性，经过多方面反复试验验证，才能更好地满足应用要求。