0 前 言
随着人们环保意识日益增强和国家环保法规日益完善，传统溶剂型涂料由于其挥发有机物(VOC)含量高，严重污染了生态环境，故其应用越来越受到限制。设计符合环保要求的水性涂料等环境友好型涂料是大势所趋。
水性树脂杂化方式通常是丙烯酸−环氧酯二元杂化法，本实验采用丙烯酸−环氧酯−有机硅三元杂化法中国机械网okmao.com。第一步用含共轭双键的脂肪酸在催化剂的作用下，于130～135 ℃进行酯化，得到环氧酯。第二步在引发剂的作用下，含双键的环氧酯、有机硅单体、丙烯酸单体发生自由基聚合反应得到三元杂化体，用有机胺中和成为水溶性高分子，最后复配DIC环氧分散体(EPICLON H-502-42W)，得到水性快速复合成膜体系。
实验结果表明：m(LH-302)∶m(EPICLONH-502-42W)配比为4∶1，其制得的涂膜综合性能佳，耐盐雾、耐油性、附着力优良。
1 反应机理
第一步化学反应示意式。
其中R含有的双键参与下一步的自由基聚合反应。
第二步化学反应示意式。
其中，R"＝C6H5−, CH2 CHX代表含双键的环氧酯、丙烯酸及有机硅单体。
2 实验部分
2.1 实验原料
环氧树脂(E-42，工业级)，脂肪酸(含共轭双键，碘值160～170 gI/100 g，工业级)，甲基丙烯酸(工业级)，苯乙烯(工业级)，分子量调节剂(工业级)，有机硅单体(含双键，工业级)，甲基丙烯酸甲酯(工业级)，丙烯酸丁酯(工业级)，丙烯酸异冰片酯(工业级)，过氧化苯甲酰(工业级)，溶剂(工业级)，去离子水(自制)，颜料、填料(工业级)，助剂(工业级)。
2.2 三元杂化体(LH-302)的制备
2.2.1 三元杂化体(LH-302)的配方组成(见表1)
三元杂化体(LH-302)的配方组成
其中，混合溶剂为由二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、仲丁酯，三者按4∶1∶1的体积比混合而成。
2.2.2 环氧酯的合成
将脂肪酸及部分混合溶剂、四丁基溴化铵投入反应釜中，在氮气保护下升温至80～90 ℃，保持15～20 ℃/min的升温速度，分批加入环氧树脂，分批加入是为了将环氧树脂有效分散和溶解于脂肪酸(混合溶剂)中，于130～135 ℃进行酯化反应，2 h后开始检测酸价，当酸价降至40～50 mgKOH/g时，视为酯化终点，降温至室温，备用。
2.2.3 三元杂化体(LH-302)的制备
将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、分子量调节剂、有机硅单体、配方量2/3的过氧化苯甲酰溶解于高位槽，备用。在2.2.2合成的环氧酯中补齐配方量余下的溶剂，在氮气保护下升温，保持15～20 ℃/min的升温速度，升温至回流温度(115～120 ℃)，滴加上述高位槽的混合液，用3～3.5 h滴完，再用20 min时间补加配方量1/3的过氧化苯甲酰溶液(事先溶解于混合溶剂中)，保温2～2.5 h。
抽真空脱除混合溶剂，用二甲基乙醇胺中和至pH值8.5～9.0，用去离子水稀释为固体含量40%的水性树脂液。
2.3 水性快速复合成膜汽车底盘涂料的制备
2.3.1 水性快速复合成膜汽车底盘涂料的配方组成(见表2).
水性快速复合成膜汽车底盘涂料的配方组成
2.3.2 水性快速复合成膜汽车底盘涂料的制备
(1)将去离子水、润湿分散剂、消泡剂混合均匀，再加入LH-302树脂液、丙二醇甲醚、水性催干剂，搅拌30min后用二甲基乙醇胺调节pH值8.5～9.0。
(2)在搅拌状态下，加入颜料、填料，高速分散1 h后，用80目筛网过滤，过滤的物料进入砂磨机循环研磨至细度≤25 μm，出口物料温度≤50 ℃。
(3)研磨细度合格的物料转入调兑釜中，开动搅拌，搅拌速度80～100 r/min加入配方中的EPICLONH-502-42W、再慢慢加入防闪锈剂、底材润湿剂，加毕搅匀30 min。
(4)搅匀后，用增稠剂调整黏度至70～110 KU，用二甲基乙醇胺调节pH值8.5～9.0，再用200目振动筛过滤、包装。
2.4 检测指标和检测结果
2.4.1 LH-302树脂的检测指标及检测结果(执行标准Q/LH 071—2017，见表3)
LH-302树脂的检测指标及检测结果
2.4.2 水性快速复合成膜汽车底盘涂料的检测指标及检测结果(执行标准Q/LH 070—2017，见表4)
水性快速复合成膜汽车底盘涂料的检测指标及检测结果
水性快速复合成膜汽车底盘涂料的制备与性能研究
李秀苗，马 宁，孙志雄，王英杰，吴万涛，叶文莲
(安徽菱湖漆股份有限公司，安徽安庆 246000)