随着人们环保意识的不断提高和环保法规的日趋严格,环保型涂料将成为21世纪涂料市场的主角,水性涂料在环境友好型涂料(高固体涂料、无溶剂涂料、粉末涂料、uV光固化涂料)中发展最快,所占份额最多,代表涂料的发展方向。随着环保法规对挥发性有机物(VOC)排放量的限制越来越严格,水性涂料正成为涂料产品中最重要的品种之一。

目前,我国传统的溶剂型醇酸产品在工业涂料方面占有很大的比例和市场,其中一半的原材料为可再生植物资源,原料易得。作为以可再生植物资源为原料的醇酸类产品符合可持续发展要求,不是淘汰而是如何调整产品的结构来适应市场需求。因此,对醇酸树脂进行水性化的改造并在此基础上开发综合性能良好的水性醇酸涂料具有十分重要的意义。

制备性能达到溶剂型气干醇酸涂料指标的水性醇酸涂料的关键是合成水性醇酸树脂。本论文首先对水性醇酸树脂的干燥机理进行了分析,其次研究了各类多元酸、多元醇、中和剂以及助溶剂对水性醇酸树脂性能的影响,深入探讨了影响水性醇酸树脂水溶性的因素、水性醇酸树脂稳定性等问题,并分析了水性树脂合成的各种工艺。

通过一系列的理论分析以及实验,最终确定了以三羟甲基丙烷、间苯二甲酸以及油酸为主要原料,5-(钠代磺基)间苯二甲酸(SSIPA)为改性单体来合成水性醇酸树脂,并通过配比优化合成了性能优良、水解稳定性好的磺酸盐基水性醇酸树脂。

在自制的磺酸盐基水性醇酸树脂的基础上,通过对颜料、催化剂和涂料助剂的分析选择以及配方调整,制备了干燥快、储存稳定性好、与溶剂型醇酸涂料性能相当的具有实用价值的水性醇酸面漆以及水性醇酸防锈底漆。

本课题制备的水性醇酸面漆和水性醇酸防锈底漆可适用于火车、汽车、船舶、桥梁、管道、储罐等设施中钢铁构件的防护。