表面涂料排放的主要污染物之一是加工和应用过程中使用的有机溶剂。因此，人们努力开发替代技术，尽量减少在表面涂料中使用有机溶剂。其中包括使用从植物油中提取的涂层固化剂，这些固化剂已被直接用于获得涂层薄膜。由于这些油本身不能直接满足所要求的膜性能，人们提出了许多油的改性，如醇酸、环氧、聚酯酰胺、聚氨酯、聚氨酯酰胺等。聚酯酰胺树脂在涂料领域具有相当大的应用范围从脱水蓖麻油、12毛芦脂、12银芒素、13亚麻籽14等不同油脂中，已开发出多种聚酯酰胺。在聚酯酰胺(PEA)的聚合链中，酯(-COOR)和酰胺(-NCOR)的重复单元的存在提高了应用的易用性，热稳定性，耐化学性和耐水性，并导致更快的干燥和比普通醇酸盐更高的硬度这些聚酯酰胺在高温下固化时间较短，而在室温下固化时间相当长。

在本研究中，以甲基丙烯酸丁酯和马来酸酐为原料合成了一种酸功能丙烯酸共聚物。此外，还合成了蓖麻油的羟基乙基脂肪酰胺，并将其用作酸功能丙烯酸共聚物的固化剂，形成聚酯酰胺树脂。考察了交联剂对丙烯酸共聚物的影响。制备了不同用量的丙烯酸共聚物和羟基乙基脂肪酰胺系列涂料，并对其力学性能、光学性能和耐化学性进行了研究。

实验
试剂
蓖麻油是从一家商业制造商那里采购的。马来酸酐、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、二乙醇胺、氧化锌、甲醇、二甲苯、丙酮和氢氧化钾为LR级。

丙烯酸共聚物的合成
该共聚物由马来酸酐(1 mol)溶解于100 ml二甲苯中，在三颈瓶中，氮气入口，回流冷凝器和机械搅拌器中合成。将含有1.4 gm过氧化苯甲酰的BMA(正好1 mol)以恒定的速度滴入烧瓶中，保持温度在95°C恒定2小时。将反应体再搅拌2小时以完成反应。所得共聚物用丙酮稀释，用甲醇不断搅拌沉淀。表1显示了丙烯酸共聚物的特性。

羟乙基脂肪酰胺(HEFA)的合成
将油(0.1 mol)放入配有搅拌器、温度计和冷凝器的多颈烧瓶中，用二乙醇胺(0.34)和氧化锌(0.002)加热至150°C。温度升高到200°C，并保持在±200°C，直到进行甲醇溶解度测试。定期提取样品，在室温下与两体积的甲醇混合;浊度的消失表明反应的完成。用薄层色谱法进一步证实了羟基乙基脂肪酰胺的形成反应完成后，将产物溶解在乙醚中，用15% NaCl溶液洗涤，并用无水硫酸钠干燥。将空灵溶液过滤后在真空蒸发器中蒸发，得到脱水蓖麻油的浅色羟基乙基脂肪酰胺。蓖麻油羟基乙基脂肪酰胺的理化性质如表2所示。

测量

用珀金-埃尔默1750 FT-IR光谱仪记录了合成共聚物的红外光谱。分子量采用GPC (HPLC 600型，RI检测器，两根超苯甲胶柱)测定;聚苯乙烯作为标准，四氢呋喃作为洗脱剂。DSC分析采用通用V4.2E TA仪器Q20差示扫描量热仪。温度范围保持在20 ~ 200℃，速率为20℃/min。在氩气气氛中以40 ml/min的速度进行分析。采用V4.2E TA仪器Q50型万能热重分析仪，在氮气流动速率为30 ml/min，氮气流动速率为20℃/min的条件下，在0 ~ 600℃动态扫描下测定了树脂的热稳定性。用布鲁克菲尔德锥板2000 +粘度计在25°C下测定脂酰胺的粘度。

涂层样品制备

以二甲苯/丙酮(95/5% v/v)为溶剂，制备了不同比例丙烯酸共聚物和HEFA的涂层组合物。用上述混合物将所有组合物稀释至50%重量的非挥发性物质。表3给出了样品名称。将各种涂层配方应用于低碳钢板上，使用棒式涂涂器制备涂层薄膜。将膜干厚度保持在40±5微米，固化后评价各种耐机械和耐化学性能。

结果与讨论

BMA-MA共聚物的光谱分析
如图1所示，BMA-MA共聚物的红外光谱显示，由于饱和酸酐的羧酸，在2972 cm-1处存在吸收带。这证实了共聚物中含有马来酸酐。在1716 cm-1处的强带可能是由于甲基丙烯酸丁酯的酯基。

羟乙基脂肪酰胺(HEFA)的光谱分析
图2显示了HEFA的红外光谱。在720 cm-1处的强吸收和在920 cm-1处的弱带可归因于(- c - h -)弯曲，分别由聚亚甲基(- ch2 -)基团和(-CH=CH-)基团引起，它们分别存在于脂肪酰胺中。在1050 cm-1处有一个非常强的吸收带，被认为是由(- c - o -)拉伸和弯曲产生的。1460 cm-1处的强吸收带可归因于(- c - h -)弯曲和叔酰胺的存在。在3350-3400 cm-1处的强吸收带可能是由于自由(-OH)基团。

分子量
凝胶渗透色谱图如图3所示。Mn为8297,Mw为19210。

热分析
图4显示了聚酯酰胺树脂的TGA热图。很明显，树脂的热稳定性相当高，在250°C的温度下仅观察到10%的重量损失。超过这个温度，就会发生缓慢的分解，结果在370°C时重量会减少约50%，在405°C时重量会减少80%。

在图5中，树脂的DSC热图在155°C时观察到吸热峰。TGA热图没有显示任何显著的体重损失在这个温度。吸热峰可归因于树脂的熔融。

漆膜表征

根据测试方法，即60°的光泽度(ASTM D 523-99)，对各种涂层配方面板进行了固化和测试，以获得不同的机械和耐化学性;划痕硬度(ASTM D 5178);铅笔硬度(ASTM D 3363-00);耐化学性(EN: 438-2:1991)。结果如表4所示。

划痕硬度
划痕硬度结果如表4所示。对不同组成的薄膜力学性能的比较表明，一般情况下，划痕硬度随着固化剂(HEFA)用量的减少而增加。一般来说，由于交联密度较高而导致的薄膜复杂性的增加，薄膜的划痕硬度性能也随之提高。HEFA的用量对所有涂层的划痕硬度都有控制作用。漆膜划痕硬度随HEFA含量的增加而降低。这可能是由于在HEFA中存在一个非极性脂肪酸部分，它给薄膜带来了塑化效果。

交叉舱口硬度
用横切附着力测试仪测量横切口。如果去掉5%的方格，测试被评为良好。由于涂层中发生了较大程度的交联，所有涂层均表现出良好的交叉硬度。

光泽
光泽度用三角仪测量(光泽)。所有涂层具有良好的光泽度。

灵活性
柔度在1 / 4英寸芯棒弯曲测试仪上进行。所有涂层组成的薄膜都具有足够的柔韧性，可以通过(表4)。

耐冲击
用冲击试验机测量抗冲击性。薄膜的抗冲击性对比表明，总体而言，HEFA含量越低，涂层的抗冲击性越差，说明交联剂在涂层中的塑化作用。非极性脂肪酸部分的存在被认为可以提高薄膜的韧性，从而获得较高的抗冲击性。

耐化学性

结论

以甲基丙烯酸丁酯和马来酸酐为原料，成功合成了丙烯酸共聚物。以蓖麻油为原料合成了羟基乙基脂肪酰胺，并将其作为丙烯酸共聚物/树脂的交联剂制备了聚酯酰胺树脂。研究表明，复合膜的耐机械性能和耐化学性能与HEFA含量有关;可以选择最佳的丙烯酸共聚物和HEFA，即PE-4比例，以获得平衡的膜性能。

．欲了解更多信息，请发送电子邮件至sukhenhbti@gmail.com或dahbti@rediffmail.com。