| 2019-09-03 | PCI Magazine - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

三元乙丙橡胶(EPDM)广泛应用于汽车、电线电缆、屋顶膜和热塑性硫化橡胶(TPV)的应用，由于聚合物独特的结构，易于加工。^1、2交联过程通常需要达到预期的化学和物理性质，通过加入硫或过氧化物，并应用热和压力来激活交联剂和促进剂来完成。然而，在某些情况下，应用热引发交联是困难的或不利的，低温反应是首选的。

涂料、胶粘剂和密封剂就是这样一种应用，因为橡胶在大面积上形成一层薄膜，使弹性体难以加热固化。EPDM具有优良的水、气、化学和电气屏障性能，大大改善了目前可用的弹性体丙烯酸、聚氨酯和有机硅涂料。这些特性使EPDM非常适合用于屋顶涂料和防腐涂料，特别是在低温或高湿度环境中。然而，要实现实际应用，必须实现适当的应用粘度、室温交联和足够的工作时间的理想组合。

如果我们看看三元乙丙橡胶工业，我们发现许多研究证明了室温交联。光固化已经证明了几种光引发剂，但要求非常强的紫外线(UV)源限制了它的应用。^3.过氧化物也使用过氧化物，但在50℃以上时，它们的半衰期通常仍为10小时°C，必须在应用前立即混合，并且应用时间很短，因此对涂料不利。⁴

在最近的一项研究中，使用过氧化物交联机制和阳光UV交联机制，展示了两种来自市售低分子量三元乙丙橡胶的涂料配方。^5、6两种配方在交联后都保持了良好的三元乙丙橡胶性能，包括高机械强度、低温柔韧性、疏水性和与极性基材的粘附性。该配方在固体含量、流变性、固化速度、保质期和罐寿命等方面满足了工业保护涂料的要求，其生产成本接近商业弹性体丙烯酸涂料。这些涂料还被配制成液体屋面膜，在易于安装、太阳反射、耐水性和耐寒性方面，比固体EPDM板和弹性体丙烯酸涂料表现出更好的性能。

在这篇文章中，我们报道了一种可用于涂料和粘合剂的液体三元乙丙橡胶水性分散体。讨论了过氧化物固化、阳光紫外线固化和氧化固化体系的配制方法。虽然机械性能低于溶剂型涂料，但这些低挥发性有机化合物(VOC)涂料保持低温柔韧性、疏水性、优良的附着力和低水蒸气透过性能。还介绍了与丙烯酸橡胶乳液共混的方法。

实验

l -三元乙丙橡胶的水性分散

本研究中使用的L-EPDM为三烯^®双环戊二烯(DCPD)用量为10.5%，乙烯/丙烯比例为50/50的T65。图1显示了一个简化的结构。根据动态粘度测量，EPDM聚合物的分子量约为50,000道尔顿，远低于用于批量复合应用的典型EPDM聚合物。该L-EPDM与专有表面活性剂在水中分散，方法见专利文献。⁷

涂料配方与测试

表1列出了本研究中使用的配方。配方A在钴和锆催化剂的存在下采用过氧化物交联体系。配方B省略了过氧化氢。配方C采用光引发剂作为交联剂。材料的来源也被列出。188金宝搏bet官网所有的原料都是未188金宝搏bet官网经进一步净化的。

在所有配方中，分散剂在加入颜料之前先溶解在水中。然后在FlackTek SpeedMixer™中以2000转/分的速度混合，直至形成均匀的分散体。如果使用催化剂，将其加入到颜料分散体中，并进一步混合2分钟。Ricon 156、SR-350和矿物烈酒在一个闪烁瓶中混合直至完全溶解，然后加入L-EPDM聚合物分散体中，然后在FlackTek SpeedMixer中以2000 rpm的速度混合，以实现均匀的混合。然后将颜料混合物和聚合物分散体在1000rpm的转速下混合形成涂层。在配方C中，加入光引发剂作为最后的混合步骤。配方A采用过氧化物固化剂作为单独的成分，以避免过早交联。该涂料的比重，固体含量和粘度根据ASTM标准与标准实验室设备进行评估。

使用Gardco湿膜涂布器将涂层涂在三种不同的基材上——钢、玻璃和离型纸，厚度为0.5-1.0 mm。配方A在使用前需要混合A部分和B部分。配方A和B的涂料在室内室温下干燥7天。配方C在典型的室外阳光下干燥2天，然后在室内再休息5天，然后进行测试。在干燥过程中，干燥时间按ASTM D1640使用标准干燥时间测试仪测量。干燥后，涂层的物理性能包括抗拉强度、断裂伸长率、铅笔硬度、交叉附着力、冲击强度和水汽透气性(MVTR)按照相关的ASTM标准和标准实验室设备进行评估。

与弹性丙烯酸树脂共混

配方B与UCAR共混^®3176 A和Rhoplex^®陶氏化学(Dow Chemical)的2100-EC，质量百分比5- 50%。所有样品在FlackTek高速混合器中以2000转/分的速度混合，直到形成均匀的分散体。使用Gardco湿膜涂布器将涂层涂在离型纸上，厚度为0.5-1.0 mm。观察样品的基材润湿性，并测试延伸率和抗拉强度百分比。

结果与讨论

L‐EPDM的水性分散性能研究

这种分散体是一种乳白色液体(48 wt%固体，pH 8.0，粒径1-2微米，密度0.9 g/mL和粘度~ 14000 cP通过布鲁克菲尔德粘度计测量，主轴64,20 rpm, 20°C)。这种分散是稳定的，从分离超过一年。如果确实发生分离，L-EPDM颗粒会浮起来，并在容器底部留下一层薄薄的水。可以通过摇动或搅拌使分散体重新均质。

涂料配方的性能

表2列出了上述三种配方的湿涂料和干涂料膜的性能。

原来分散的粘度足够低，可以泵送和容易混合的配方。添加的水的颜料分散进一步降低粘度，使这些涂料容易使用相同的方法，通常用于油漆，包括滚动，刷和喷涂。固化后，所有配方显示出良好的机械强度和断裂伸长率，表明足够的交联程度，这是弹性材料所需要的。值得注意的是，所有配方都具有对钢基材的优良附着力和高的水汽透过率(MVTR)，使它们具有良好的防腐性能。

值得注意的是，在配方中加入过氧化氢只会适度地减少涂层的干燥时间，对最终膜的物理性能影响不大。因此，在制作此涂层时，无需额外增加过氧化氢的费用和混合步骤。力学性能的差异可以通过配方的变化来弥补，这是目前工作的重点。

水性l -三元乙丙橡胶涂层的光交联效率值得研究。选用水分散型Irgacure 819DW是该涂料成功的关键。双酰基氧化磷化氢(BAPO)类型的光引发剂能够有效地固化EPDM聚合物，因为它在自然阳光下常见的UVA波长(315-400 nm)的影响下解离(图2)。BAPO在表面和固化过程中也都很优秀，不受TiO的抑制₂色素。

光引发剂的负载水平也影响涂层的固化速率。图3显示了达到最佳固化时间所需的光引发剂数量有一个限制。如果固化太快，涂布者就没有足够的时间来正确地覆盖基材。因此，不需要使用大于4.5 wt%的光引发剂。光引发剂负载对机械性能的影响是目前正在进行的研究课题。

水性L-EPDM与弹性丙烯酸乳胶共混物的性能研究

纯样品的UCAR和Rhoplex弹性体丙烯酸乳液在离型纸上有较差的润湿，并在应用时珠状。随着L-EPDM含量的增加，基质润湿性提高，当L-EPDM添加量为50 wt%时，基质润湿性与L-EPDM配方本身的润湿性相同。随着L-EPDM加载量的增加，拉伸强度增加，伸长率降低(图4)，表明在此加载下形成了互穿网络。改性后的润湿强度和抗拉强度的提高表明，l -三元乙丙橡胶可作为弹性屋面涂料的补强剂。这些结果与Lion之前制备的乳胶共混物相似。