双组分水性环氧树脂研究进展

双组分水性环氧树脂研究进展
双组分水性环氧树脂研究进展

双组分水性环氧树脂研究进展(一)

2009/2/18/08:32 来源:中国环氧网

环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。

一、水性环氧树脂的分类

根据制备方法的不同,水性环氧树脂还可分为外乳化型和内(自)乳化型2大类。就是:外乳化法水性环氧体系由于存在较多的乳化剂,其耐水性和耐溶剂等性能比溶剂型的差,而且适用期短且制得粒子粒径较大,现在多不采用。

1、自乳化型水性环氧树脂(化学法)

通过化学改性,可以将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上,使环氧树脂获得自乳化的性质,这是自乳化型水性环氧树脂制备的基本原理。根据所引入的亲水性基团的性质不同,自乳化环氧树脂分为阴离子型、阳离子型和非离子型等几类。

(1)阴离子型

通过适当的方法在环氧聚合物分子链上引入羧酸、磺酸等功能性基团、中和成盐以后,环氧树脂就具备了水分散的性质,常用的方法有功能性单体扩链法和自由基接技改性法。前者是利用环氧基团与一些低分子的扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸(盐)等化合物上的胺基反应,在链上引人羧酸、磺酸基团,中和成盐后可分散于水中。

中国科学院广州化学研究所用对氨基苯甲酸改性环氧树脂,使其具有亲水亲油两种性质,以改性产物及其与纯环氧树脂的混合物制成水性涂料,涂膜性能优良,保持了溶剂型环氧涂料在抗冲击强度、光泽度和硬度等方面的优点,而且附着力提高,柔韧性大为改善,涂膜耐水性和耐化学药品性能优良。

自由基接技改性方法是利用双酚A型环氧分子上的亚甲基在过氧化物作用下易于形成自由基并与乙烯基单体共聚的性质,将(甲基)丙烯酸、马来酸(酐)等单体接枝到环氧树脂上,从而得到自乳化环氧树脂,这也是采用苯乙烯、丙烯酸类单体对环氧树脂接枝改性的一个重要依据。

华东理工大学材料科学与工程学院以苯乙烯/甲基丙烯酸共聚物作为分散剂,与高分子质量的环氧树脂在较高温度下混合,制备了粒径较小(100~200nm)的环氧树脂水分散液。中南工业大学以E-44为原料制备了环氧磷酸酯-丙烯酸接技共聚物(固含量37.4%水溶液)涂料性能接近溶剂型防腐环氧酚醛清漆。

环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。

(2)阳离子型

含胺基的化合物与环氧反应生成含叔胺或季胺碱的环氧,用酸中和后得到阳离子型的水性环氧树脂。这类树脂在实际中很少应用,由于环氧固化剂通常是含胺基的碱性化合物,两者混合后体系容易失去稳定性而影响使用性

能。

(3)非离子型

通过含亲水性的氧化乙烯链段的聚乙二醇或其嵌段共聚物上的羟基或含聚氧化乙烯链上的胺基与环氧基团反应可以将聚氧化乙烯链段引入到环氧分子链上,得到含非离子亲水成分的水性环氧树脂。该反应通常在催化剂存在下进行,常用的催化剂有三氟化硼络合物、三苯基膦、强无机酸。

美国专利报道先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧氯丙烷反应,形成相对分子质量为4000~20000的双环氧端基乳化剂,利用此乳化剂和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合,以三苯基磷化氢为催化剂进行反应,可得到含有亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂。这种环氧树脂不用外加乳化剂即可溶于水中,且由于亲水链段包含在环氧树脂分子中,因而增强了涂膜的耐水性。

上海绿嘉水性涂料有限公司采用在双酚A型环氧树脂,和聚乙二醇中加入催化剂三苯基膦化氢制得的非离子表面活性剂,与氨基苯甲酸改性的双酚A

型环氧树脂及E-20制得水性环氧涂料,作为食品罐内壁涂料,其性能良好。

西北工业大学刘朝阳选用酚醛型多官能环氧树脂F-51与一定量的二乙醇胺发生加成反应(每个F-51分子中打开了一个环氧基)引入亲水基团,再用冰醋酸中和成盐,加水制得改性F-51水性环氧树脂,该方法使树脂具备了水溶性或水分散性,同时每个改性树脂分子中又保留了2个环氧基,使改性树脂的亲水性和反应活性达到合理的平衡。固化体系采用改性F-51水性环氧树脂与双氰胺配合(双氰胺在水性环氧树脂体系中具有良好的溶解性和潜伏性。贮存6个月无分层,黏度无变化,可形成稳定的单组分配方)。该体系比未改性环氧/双氰胺体

系起始反应温度降低了76℃,固化工艺得到改善。固化物具有良好的力学性能,层压板弯曲强度达502.93MPa,剪切强度达36.68MPa,固化膜硬度达6H,附着力100%,吸水率47%,具有良好的应用前景。

2、按体系中环氧树脂的分子质量分类

基于体系中环氧树脂的分子质量高低不同,水性环氧体系又可分为2类。包括Ⅰ类、Ⅱ类。

Ⅰ类体系基于液体或半固体环氧树脂,如国产E-51(618),

ShellEpon828等。典型的环氧当量(EEW)范围在175~240。其固化剂是在环氧树脂(A组分)和固化剂(B组分)一旦混合时乳化树脂用的。这种方法有几个优点:在大多数情况下,无须添加助溶剂就可形成良好的乳液,因此I类体系通常不含任何VOC。A、B组分的混和更为均匀,涂层聚结性很好,涂料产品具有高光泽度,硬度良好,对各种基材,包括木材、混凝土都具有很好的粘接性。I类适用期为2~4h。

Ⅱ类水性环氧体系是基于高分子质量固态环氧树脂的、此时当量范围在450~650,如国产E-21。Ⅱ类水性固化剂与Ⅱ类环氧乳液具有较好相容性。水性环氧固化剂与环氧分散体混合时,不需要乳化树脂。Ⅱ类的其他优势在于:粘接性、防腐性、柔韧性有所提高,贮存期更长(通常在4~8h)。

同济大学顾国芳等人采用Ciba公司Ⅱ型水性环氧树脂体系制成的水性环氧色漆实验研究表明,环氧基与胺氢的当量比提高时,体系的表干时间延长,涂膜的硬度稍有提高。随PVC的增大,水性环氧体系的表干时间缩短,光泽度下降。

环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。

3、新型水性环氧树脂

M.D.Soucek等从改变环氧树脂分子结构出发,发明了一种可交联的、核壳式脂环族环氧化合物乳液。该类脂环式环氧化物环氧基结构与缩水甘油醚型环氧树脂不同,没有一级环氧碳原子,环氧基不缺电子,脂环上的环氧基团位阻效应很大,不易受亲核试剂的进攻。由于环氧化合物中没有苯环,2个环氧之间的距离又非常近,固化产物的交联度很高;该化合物在胺的存在下非常稳定,只有在酸性条件下才有反应活性,同时这类水性环氧树脂具有很高的耐热性、耐候性和电性能。

表1采用Ciba公司Ⅱ型水性环氧树脂体系制成的水性环氧色漆实验配方

- 水性环氧色漆

WEP-10

WEP-25 WEP-50

甲组分

PZ3961

100

100

100

乙组分

HZ 340(用水稀释到固含量为

23%) 110 110

110

16

50

200

钛白

20

30 50

碳酸

8

37 138

分散剂5040(Henkel

C0.) 0.3

0.5 0.6

AMP 95(Angus

Co.) 0.1

0.15

0.2

消泡剂8304-A(San

Nepco) 0.1

0.15  0.2

增稠剂HBR

250(Hercules) 0

总重

254.5 327.

8 599

配方参数

环氧/胺氢当量

比 O. 8:1 0.8:1 0.8:1固含量/%(质量

比) 41.79

44.42

44.52

固含量/%(体积

比) 33.37

30.56

24.50

PVC颜料体积分数

/% 10.46

25.02 50.16

颜/基

0.36

0.86   2.41

密度

/(g?cm-3)

1.10 1.17

环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。

二、水性环氧树脂的固化剂改性技术

水性环氧的固化剂目前常用的主要有2类,包括:加成胺或聚酰胺类;自乳化型加成胺或聚酰胺类。具体的改性方法如下:

1、最常用的方法包括减少游离伯胺的含量。这种方法有双重功效。首先,降低了固化剂的整体反应活性,这对延长体系的贮存期有利。第二,改性的主要效果是使环氧和固化剂的相容性得到了极大提高。典型的降低伯胺含量的方法包括用单缩水甘油醚、甲醛和不饱和化合物。如丙烯腈(这些物质可以发生Michael加成反应)与固化剂反应。尽管伯胺的含量降低了,骨架上还有高含量

仲胺以保证交联完全。

封端的环氧多胺类加成物中封端剂的选择对固化产物的性能有较大影响,常用的苯基缩水甘油醚或甲苯基缩水甘油醚等封端剂,因所含柔性链段较少,所形成的封端环氧多胺加成物类固化剂与双酚A环氧树脂的固化产物,存在柔韧性差、冲击强度低的缺点。华南理工大学化学工程所的周继亮采用具有多支碳链的单环氧化合物C12~14叔碳酸缩水甘油酯封端环氧多胺加成物(CAROURAE-10),从而在环氧固化剂中引人具有增韧作用的柔性碳支链,以提高其固化产物的柔韧性和耐冲击性;然后用一定量的冰乙酸与其发生成盐反应,以增加其亲水性。

环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。

水性环氧的固化剂目前常用的主要有2类,包括:加成胺或聚酰胺类;自乳化型加成胺或聚酰胺类。具体的改性方法最常用的方法包括减少游离伯胺的含量。封端的环氧多胺类加成物中封端剂的选择对固化产物的性能有较大影响,所合成的固化剂具有良好的亲水亲油平衡性(见表2)。

表2为封端改性剂不同的水性环氧固化剂与EPON828所形成的双组分涂料涂膜性能。由表2可见,CARDURAE-10封端剂改性水性环氧固化剂所形成的涂膜的柔韧性和抗冲击性明显优于BGE或CGE封端改性水性环氧固化剂。

1.26

湖南大学王丰等采用首先合成端胺基环氧-胺加成物,然后将长链脂肪醇缩水甘油醚和多支链单环氧化合物(物质的量的比1:1)混合后再封端的技术路线,得

到了乳化和固化性能优异的新型固化剂。所采用的2种新型封端剂分别为:

a.C6~C8脂肪醇缩水甘油醚,

b.多支链的单环氧化合物,其结构式为:

同济大学陶永忠采用环氧树脂(618)与非离子表面活性剂反应生成端环氧基的加成物,再与三乙烯四胺反应形成含有表面活性作用链段的端胺基加成物,而后采用单环氧化合物(丁基环氧丙基醚)封闭部分伯胺氢,最后以醋酸中和成盐制得水性固化剂。

2、提高相容性对优化体系性能来说是关键。聚合物的相容性一般随分子质量的增长而下降。而Ⅱ类水性环氧体系正是基于极高分子质量的环氧分散体的,因而上述改性方法对于Ⅱ类体系尤为重要。

3、另一个关键是真空蒸馏除去未反应游离胺。这对Ⅱ类水性体系所采用的固化剂是常用的。移走过量胺的原因在于低分子质量的胺在A和B组分混合时趋于存留于水相中,而不是向环氧粒子迁移。而后游离胺会导致涂料外观出现问题,并增加环氧涂料的敏水性。

4、尽管改性方法提高了胺固化剂与环氧树脂的相容性,但固化剂的水溶性降低了,且往往随着用于保持水溶液稳定性的有机酸的加入(如乙酸)而下降。根据所采用酸的性质和用量,它或多或少仍将残留在固化层中,因而会造成涂层耐水性和防腐性能的下降。正因如此,任何改性所用的有机酸都必须保持绝对最小量。

环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,

HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。

四、水性环氧防腐涂料研究进展

近年来水性环氧涂料用作金属基底的防腐蚀涂料,已经成功地在铁路机车、公共汽车、建筑桥梁、船舰饮水舱、压载舱(煤焦油改性水性环氧涂料作防潮隔膜)以及核电站反应水池的钢结构上应用,具有环保和安全无毒的优势。上海建筑科学研究院采用环氧树脂、丙烯酸单体、过氧化异丙苯(DCP)合成出自乳化水性环氧树脂,该树脂可以与油性环氧固化剂(如T31)很好地相容并固化成膜,清漆以及所配制的防腐蚀涂料的常规力学物理性能达到溶剂型环氧树脂涂料水平,如表3所示配方组成。

表3钢结构防腐蚀涂料配方

环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。

孙金余等采用超声分散工艺由纳米粉末SiO

制成了水性环氧纳米涂料,

2

提高了涂膜的干燥性和致密性,改善了易龟裂、起泡的不足,提高了涂层的附着力和稳定性,大大增强了涂膜的持久防腐效果。该漆膜具有接近红丹漆的防护性

粉末进行表面处理,其浆体配方如能。他们采用阳离子表面活性剂对纳米SiO

2

表6所示。

表6料浆配方

)复合材料作导电添华南理工大学以导电性聚吡咯/二氧化硅(PPy/SiO

2

加剂,聚酰胺X-650作固化剂,可制备出具有良好综合性能的水性环氧抗静电涂料。当PPy/SiO

和聚酰胺X-650的用量分别为环氧乳液的4%和30%时,涂层的

2

电导率达3.1×10-8S?cm-1,对玻璃和马口铁的附着力为1级,耐冲击性为50cm,铅笔硬度H,耐水性和抗弯曲性能优良。

近些年来利用丙烯酸类改性环氧树脂,得到的水性乳液粒子较细(可达纳米级),乳液稳定性好。它既具有环氧树脂的高模量、高强度、耐化学品和优良防腐性,又兼具丙烯酸树脂光泽、丰满度、耐候性好等特点,特别适用于罐头内壁涂料和汽车防腐涂料。

环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。

五、水性环氧涂料在建筑及其他领域应用

1、建筑、装饰领域

环氧乳液水泥砂浆修补材料是由环氧树脂经乳化后与水泥、砂子、填料按一定比例配制而成的一种聚合物水泥砂浆,具有与混凝土、石材和瓷砖等多种材料的粘结力强、耐水、耐酸碱、耐冲刷、抗渗强度高、优异的耐冻融、防腐蚀等性能,特别适用于混凝土构建物的粘结、修补。环氧乳液水泥砂浆的一个突出优点是能在潮湿基面施工,从而解决了建筑业防水施工的一大难题,使得被修复的构筑物不需干燥处理及溶剂清洗(污染环境)即可施工,降低了施工难度,提高了劳动效率。

另外,在钢筋混凝土施工中,在钢筋表面涂刷环氧乳液,可有效地预防钢筋的锈蚀,并可提高混凝土对钢筋的握裹力。环氧乳液水泥砂浆修补材料的粘度可任意调配,操作既方便又不污染环境,对人体无害,是目前建筑防水材料中有发展前途的产品。

武汉理工大学陈友治等通过对水泥砂浆中掺加水乳环氧,研究了水乳环氧对水泥砂浆强度的影响;并在体系中掺加矿渣微细粉,成功地制备了环氧树脂聚合物水泥基材料,这种水乳环氧改性的水泥砂浆能够获得比普通水泥砂浆高的

环氧树脂

环氧树脂

环氧树脂的命名 (1) 双酚A型环氧树脂 (2) 水性环氧树脂 (3) 柔韧性环氧树脂 (4) 环氧树脂的主要性能指标及测定方法 .......

一、环氧树脂的命名 1、国标GB/T1630-1989的命名法 按照GB/T1630-1989的规定,环氧树脂的名称由树脂缩写代号加牌号组成。按照GB/T1844-1995规定,环氧树脂缩写代号用“EP”表示。环氧树脂牌号由两个数字组组成。两组数字间用一字线连接:第Ⅰ数字组—第Ⅱ数字组。 (1)第1数字组。第1数字组由5位阿拉伯数字组成。每一数字(命名顺序号l、2、3、4、5)代表所指的特性,前两位数字表示树

脂的化学组分,后三位数字分别表示树脂黏度、环氧当量的范围值和对改性剂或溶剂的规定。按照表2—1列出的命名顺序号,依次标出各项性能的类别数或档数。如果某项性能末作规定,则在相应位置以“0”表示。 (2)第Ⅱ数字组。第Ⅱ数字组由3位阿拉伯数字组成。每一数字(命名顺序号6、7、8)代表所指的特性,分别表示树脂的密度范围值、添加剂类型和特征。按照表2—2列出的命名顺序号,依次标出各项性能的档数。如果某项性能未作规定,则在相应位置以“0”表示。 环氧树脂的主要性能

注:树脂化学组分用两位阿拉伯数字表示,如“1”类树脂写作“01”,“10”类树脂写作“10”。对由两类不同化学组分组成的树脂混合物,可用符号“00”表示。 环氧树脂的次要性能

注:①如果使用多种添加剂或规定有多种特征标示,应标出最主要的一种。②全面评定材料的燃烧性,至少需要测定燃烧性、引火性、放出热量、释放的有毒气体和烟密度等性能。 (3)命名举例。例1-某种环氧树脂(EP),化学组分为脂肪族缩水甘油醚(03),教度为l-5Pa·s(3),环氧当量为291-525g/mol(6),不含改性剂(1),密度为1.15-1.19g/cm3(3),未规定添加剂(0)和特征(o),其名称为EP0336l-300。例2- 某种环氧树脂(EP),系以两种不同化学组分(00)组成,树脂为半固体(5),环氧当量为2ll一290g/mol(5),含有活性剂(2),密度为1.20-1.29 g/cm3 (4),加有填料(2)和具有耐热注(5),其名称为EP 00552—425。 2、国标GB/T1630-1989的命名法 鉴于目前仍大量采用环氧树脂的老型号,故将老国标“GB/T1630-1989环氧树脂分类、型号、命名”中环氧树脂的命名摘录于下,以便查阅。 (1)分类和代号环氧树脂按其主要组成物质不同而分类,并分别给以代号如下。

环氧树脂水性化技术的研究进展

环氧树脂水性化技术的研究进展 黄燕 (茂名学院化工与环境工程学院,广东茂名525000) 摘要:系统地介绍了环氧树脂水性化的技术,包括机械法、相反转法、化学改性法及乳化法,对不同的水性化技术进行了评论。综述了目前国内外环氧树脂水性化技术的研究进展及其发展趋势,并总结了环氧树脂水性化体系的应用。 关键词:环氧树脂;水性化技术;研究进展 中图分类号:TQ630.4 文献标识码:A文章编号:1671-6590(2010)01-0008-04 环氧树脂是一个分子中含有两个或两个以上环氧基,且在适当的化学试剂存在下形成三维交联网状固化物的化合物的总称。环氧树脂具有优异的附着性、热稳定性、耐化学品性、绝缘性及机械强度等,广泛用于涂料、粘合剂及复合材料等领域[1]。但是,常用的环氧树脂为非水溶性,只溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂。有机溶剂不但价格较贵,而且具有挥发性,对环境造成污染,这限制了环氧树脂在涂料、胶粘剂行业中的大规模使用。 随着对环境保护的要求日益严格,不含挥发性有机化合物VOC、低VOC、不含有害空气污染物的体系已成为新型材料的研究方向。与溶剂型涂料相比,水性环氧涂料具有诸多优点,如VOC低、气味小、使用安全、可用水直接清洗等,在工业和商业上具有很大的吸引力,正在被不断推广。因此,环氧树脂的水性化研究成为国内外研究的热点[2]。 1环氧树脂水性化技术 环氧树脂本身不溶于水,不能直接加水进行乳化,故要制备稳定的水性环氧树脂乳液,通常须使环氧基料带一定数量的亲水基团,如羧基、羟基、氨基和酰胺基等。根据环氧树脂制备方法的不同,环氧树脂的水性化方法主要有机械法、相反转法、化学改性法和固化剂乳化法。 1.1机械法 机械法即直接法,可用球磨机、胶体磨、均质器等将环氧树脂磨碎,再加入乳化剂水溶液,然后通过机械搅拌将粒子分散于水中;或将环氧树脂和乳化剂混合,加热到适当的温度,在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液[3]。可采用的乳化剂有聚氧乙烯烷芳基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯等,另外也可自制活性乳化剂。专利[4]报道,采用聚乙二酸,双酚A环氧树脂在路易斯酸的催化作用下也可制得环氧树脂乳化剂。此方法的特点是工艺简单,成本低廉,乳化剂用量较少,但环氧树脂在乳液分散相中微粒较大,约50μm左右。粒子形状不规则且尺寸分布较宽,导致乳液稳定性差,涂料成膜性能也欠佳。而且由于非离

水性环氧树脂

水性环氧树脂的研究进展 摘要:本文简要地介绍了水性环氧树脂的原理和特点,系统地介绍了当前国内外水性环氧树脂的制备方法和研究现状,,并对其研究前景进行了展望,指出了今后研究的方向。 关键词:水性;环氧树脂;研究 Progress in research on waterborne epoxy resin Abstract: This paper firstly introduced the mechanism and characteristic of waterborne epoxy resin, thenmainly introduced the p resent p reparation methods and investigation status at home and abroad,And its research prospect, points out the future direction of the research. Key words: :water - borne ;epoxy;research 0 前言 环氧树脂分子结构中含有独特的环氧基、羟基、醚键等活性基团和极性基团,使其固化物具有附着力高、电绝缘性好、耐化学品腐蚀等特点,广泛应用于金属防腐蚀涂料、建筑工程中的防水堵漏材料、灌缝材料、胶粘剂等工业领域。常用的环氧树脂难溶于水,易溶于有机溶剂,而有机溶剂往往价格较高,且具有挥发性,容易对环境造成污染。 与溶剂型涂料相比,水性环氧涂料的VOC 含量低、气味较小、使用安全、并可用水清洗[1] ,同时它还兼有溶剂型环氧涂料良好的耐化学品性、附着性、机械物理性、电器绝缘性以及低污染、施工简便、价格便宜等优点[2 ] 。因此以水为分散介质或溶剂的水性环氧树脂不仅是环境友好型材料,而且符合可持续发展战略。 随着世界各国对环境保护的日益重视,开发不含有挥发性有机化合物,制备出环保型的水性环氧树脂涂料已经成为涂料工业新的发展趋势[ 3,4] 1水性环氧树脂的原理和特点 水性环氧树脂,是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体的形式,分散在以水为连续相的介质中,配制成稳定的分散体系[ 5 ] 。由于环氧树脂本身不溶于水,其水性化实际上是在环氧树脂的分子链中引入亲水性的分子链段,或者加入亲水性组分,使环氧树脂能够在水中溶解 或分散的过程。与有机溶剂型环氧树脂相比,使用水性环氧树脂配制的水性环氧涂料具有许多优点[ 6,7 ] : ⑴以水作为分散介质,不含有机溶剂,或挥发性有机化合物的含量较低,无环境污染; ⑵操作性能好,施工工具可以用水直接清洗,操作安全、方便; ⑶对大多数基材具有良好的附着力,并可以与水泥或水泥砂浆配合使用; ⑷可在室温和潮湿的环境中固化,有合理的固化时间,并保证有较高的交联密度。 与此同时,水性环氧涂料也存在部分缺点[ 8 ] : ⑴与有机溶剂相比,水的蒸发热高,在低温和高湿的情况下,水的蒸发更慢,使表干时间延长; ⑵水的表面张力较高,对基材的润湿性较差,尤其是除油不干净的底材更难润湿; ⑶水的导电率高,在涂膜干燥过程中易使金属腐蚀;

聚力单组份耐高温环氧树脂结构胶

单组份耐高温环氧树脂结构胶 【产品特点】 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶符合国际环保标准,已通过欧盟ROSH标准和SGS 检测, JL-6134单组份耐高温环氧树脂结构胶,本品为加温固化、耐高温的单组份环氧树脂胶;并且需要低温保存; JL-6134单组份耐高温环氧树脂结构胶固化后粘接强度高,长时间耐高温250-400℃,瞬间可耐(500℃)耐抗冲击,耐震动; JL-6134单组份耐高温环氧树脂结构胶固化物耐酸碱性能好,防潮防水、防油防尘性能佳,耐湿热和大气老化; 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶固化物具有良好的绝缘、抗压、粘接强度高等电气及物理特性。 【适用范围】 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶广泛应用于各种耐高温产品的粘接与密封,再高温下有优异的粘接强度; 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶推荐用于高温环境中的结构粘接、修补与封装,电子模块封装,金刚石高速磨具胎体,以及高温模具浇注料等。 【外观及物性】 型号JL-6134 外观粘稠膏状体 颜色黑色或黄色等粘度25℃ 5.2-7.5×104 cps 比重25℃ 1.52g/cm3 固化条件130℃/120分钟或200℃/60分钟 【使用方法】 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶,要粘接固定的部位需要保持干燥、清洁;除去基体表面松动物质,采用喷砂、电砂轮、钢丝刷或粗砂纸等方式打磨,提高修复表面的粗糙度,使用丙酮清洗剂擦拭,以清洁接着表面以增强接着力。 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶,如果环氧胶是储存于冷冻的环境中,在使用之前需先取出至常温环境中解冻后才能使用; 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶在施胶的过程中,应避免将胶液置于高温的环境中来降低胶体的粘稠度,除非事先已做过这方面的试验并证实可行; 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶胶液在固化的过程中,如果涂胶的量过多或温度过高可能会产生气泡,遇到此类情况请适当降低固化的温度。 【固化后特性】 硬度(Shore D):87 线膨胀系数(cm/cm/℃):53 ×10-6 吸水率(%24小时):0.05 介电常数(1KHZ): 3.8~4.2 体积电阻25℃Ohm-cm 2.35 ×1015 耐电压25℃Kv/mm 20~23 【注意事项】 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶,由于该产品是受热会发生反应的化学产品,因此环境温度对产品品质的影响很大,请将产品保存在低温环境中,以确保产品的稳定性及品质,如果未能低温保存,在使用过程中产品容易出现流胶或粘接强度下降的现象; 聚力6134单组份耐高温环氧树脂结构胶取出后未能用完的胶体,请及时盖紧密封后重新放入冷冻的环境中保存;

双组分水性环氧树脂研究进展

双组分水性环氧树脂研究进展(一) 2009/2/18/08:32 来源:中国环氧网 环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。 一、水性环氧树脂的分类 根据制备方法的不同,水性环氧树脂还可分为外乳化型和内(自)乳化型2大类。就是:外乳化法水性环氧体系由于存在较多的乳化剂,其耐水性和耐溶剂等性能比溶剂型的差,而且适用期短且制得粒子粒径较大,现在多不采用。 1、自乳化型水性环氧树脂(化学法) 通过化学改性,可以将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上,使环氧树脂获得自乳化的性质,这是自乳化型水性环氧树脂制备的基本原理。根据所引入的亲水性基团的性质不同,自乳化环氧树脂分为阴离子型、阳离子型和非离子型等几类。 (1)阴离子型 通过适当的方法在环氧聚合物分子链上引入羧酸、磺酸等功能性基团、中和成盐以后,环氧树脂就具备了水分散的性质,常用的方法有功能性单体扩链法和自由基接技改性法。前者是利用环氧基团与一些低分子的扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸(盐)等化合物上的胺基反应,在链上引人羧酸、磺酸基团,中和成盐后可分散于水中。 中国科学院广州化学研究所用对氨基苯甲酸改性环氧树脂,使其具有亲水亲油两种性质,以改性产物及其与纯环氧树脂的混合物制成水性涂料,涂膜性能优良,保持了溶剂型环氧涂料在抗冲击强度、光泽度和硬度等方面的优点,而且附着力提高,柔韧性大为改善,涂膜耐水性和耐化学药品性能优良。 自由基接技改性方法是利用双酚A型环氧分子上的亚甲基在过氧化物作用下易于形成自由基并与乙烯基单体共聚的性质,将(甲基)丙烯酸、马来酸(酐)等单体接枝到环氧树脂上,从而得到自乳化环氧树脂,这也是采用苯乙烯、丙烯酸类单体对环氧树脂接枝改性的一个重要依据。

水性环氧树脂的制备方法

水性环氧树脂的制备方法 转载于[url]https://www.360docs.net/doc/1316377421.html,[/url] 水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液,三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。根据制备方法的不同,环氧树脂水性化有以下四种方法:机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法等。 1)机械法 机械法即直接乳化法,可用球磨机、胶体磨、均氏器等将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末,然后加入乳化剂水溶液,再通过机械搅拌将粒子分散于水中;或将环氧树脂和乳化剂混合,加热到适当的温度,在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液。用机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单,所需乳化剂用量较少,但乳液中环氧树脂分散相微粒尺寸较大,粒子形状不规则且尺寸分布较宽,所配得的乳液稳定性差,粒子之间容易相互碰撞而发生凝结现象,并且该乳液的成膜性能也欠佳。当然提高搅拌分散时的温度可以促进乳化剂分子在环氧树脂微粒表面更为有效地吸附,使得环氧树脂微粒能较为稳定地分散在水相中。 2)化学改性法 化学改性法又称自乳化法,即将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上,或嵌段或接枝,使环氧树脂获得自乳化的性质,当这种改性聚合物加水进行乳化时,疏水性高聚物分子链就会聚集成微粒,离子基团或极性基团分布在这些微粒的表面,由于带有同种电荷而相互排斥,只要满足一定的动力学条件,就可形成稳定的水性环氧树脂乳液,这是化学改性法制备水性环氧树脂的基本原理。根据引入的具有表面活性作用的亲水基团性质的不同,化学改性法制备的水性环氧树脂乳液可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。 a、阴离子型 通过适当的方法在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸等功能性基团,中和成盐后的环氧树脂就具备了水可分散的性质。常用的改性方法有功能性单体扩链法和自由基接枝改性法。功能性单体扩链法是利用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反应,在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸基团,中和成盐后就可分散在水相中。自由基接枝改性法是利用双酚A环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大,在过氧化物作用下易于形成自由基,能与乙烯基单体共聚,可将丙烯酸、马来酸酐等单体接枝到环氧树脂分子链中,再中和成盐后就可制得能自乳化的环氧树脂。 b、阳离子型 含胺基的化合物与环氧树脂反应生成含叔胺或季胺碱的环氧树脂,再加入挥发性有机一元弱酸如醋酸中和得到阳离子型的水性环氧树脂。这类改性后的环氧树脂在实际中应用较少,这是因为水性环氧固化剂通常是含有胺基的碱性化合物,两个组分混合后,体系容易出现破乳和分层现象而影响该体系的使用性能。 c、非离子型 一般多在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团,同时保证每个改性环氧树脂分子中有两个或两个以上环氧基,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。如用分子量为4000~20000的双环氧端基乳化剂与环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合,以三苯基膦化氢为催化剂进行反应,可制得含亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链端的环氧树脂,该树脂不用外加乳化剂便可溶于水,且耐水性增强。另外,这种方法制得的粒子较细,通常为纳米级,前面两种方法制得的粒子较大,通常为微米级。从此意义上讲,化学法虽然制备步骤多,成本高,但在某些方面具有实际意义。 在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团,同时保证每个改性环氧树脂分子上有两个或两个以上环氧基,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。如先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧树脂反应,形成端基为环氧基的加成物,利用此加成物和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合,以三苯基磷为催化剂进行反应,可得到含有亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂。这种环氧树脂不用外加乳化剂即可溶于水中,且由于亲水链段包含在环氧树脂分子中,因而增强了涂膜的耐水性。并且在引入聚氧化乙烯、氧化丙烯链段后,交联固化的网链分子量有所提高,交联密度下降,形成的涂膜有一定的增韧作用。 3)相反转法 相反转是一种制备高分子量环氧树脂乳液较为有效的方法,II型水性环氧树脂涂料体系所用的乳液通常采用相反转方法制备。相反转原指多组分体系(如油/水/乳化剂)中的连续相在一定条件下相互转化的过程,如在油/水/乳化剂体系中,其连续相由水相向油相(或从油相向水相)的转变,在连续相转变区,体系的界面张力最低,因而分散相的尺寸最小。通常的制备方法是在高剪切力条件下先将乳化剂与环氧树脂均匀混合,随后在一定的剪切条件下缓慢地向体系中加入水,随着加水量的增加,整个体系逐步由油包水型转变为水包油型,形成均匀稳定的水可稀释体系。乳化过程通常在常温下进行,对于固态环氧树脂,往往需要借助于少量溶剂和加热使环氧树脂粘度降低后再进行乳化。

自乳化水性环氧树脂的研究样本

自乳化水性环氧树脂研究 1前言 1.1环氧树脂 环氧树脂(Epoxy Resin)泛指具有两个或两个以上环氧基()那一类有机高分子化合物,除个别外,她们相对分子质量都不高[1]。 多以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架,分子链中具有活泼环氧集团为特性,可位于分子链中间、末端或成环状构造,并能由于分子链中活泼环氧基团可反映形成有用热固性产物高分子低聚体(01igolner)。 环氧树脂是一种从液态到黏稠态、固态各种形态物质。它几乎没有单独使用价值,只有和固化剂反映生成三维网状构造不溶不熔聚合物才有应用价值,因而环氧树脂归属于热固性树脂。属于网络聚合物范畴。 1.2环氧树脂性能和特性 在热固性树脂中,环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂合称三大通用性热固性树脂,使用量大、应用范畴广。与其她各类热固性树脂相比,环氧树脂因其特有环氧基,及分子链上羟基、醚键等活性集团和极性集团,使环氧树脂具备不同种类和牌号性能各异优质树脂。环氧树脂固化剂种类众多,加上众多增进剂、改性剂、添加剂等,可以进行各种各样组合和组配。从而能获得各种各样性能优秀、各具特色环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能规定。 环氧树脂及其固化物性能特点:(1)力学性能高。(2)粘接性能优秀。(3)固化收缩率小。(4)工艺性好,固化以便。(5)电性能好。(6)化学稳定性好。(7)环氧固化物耐热性好。(8)品种多,形式多样。(9)在热固性树脂中,环氧树脂及其固化物综合性能最佳。 1.3环氧树脂发展简史 环氧树脂创造曾经历了相称长时期。早在1891年,德国Lindmann用对苯二酚与

环氧氯丙烷反映,缩聚成树脂并用酸酐使之固化,但并未研究其应用价值。1930年,瑞士Pierre Castan 和美国S.O.Greenlee进一步进行研究,用有机多元胺使上述树脂固化,显示出很高粘接强度,引起了人们注重。 大概在20世纪代中期已经报导了双酚A与环氧氯丙烷反映产物,后首创了不稳定环氧化脂肪胺中间产物生产技术。 在此后近三十年,由双酚A制得环氧树脂热固性制品、涂料树脂陆续研制成功,并凭借其良好产品性能,开始了工业化生产和集中性应用开发。 在1955~1965年期间,环氧树脂质量明显提高,双酚A环氧树脂已有所有平均相对分子质量级别牌号。酚醛环氧确立了明显耐高温应用优级性能。1957 年关于环氧树脂合成工艺专利问世,是由Shell Developmet co.申请,该专利研究了固化剂和填加剂应用工艺办法,揭示了环氧树脂固化物应用。过醋酸法合成环氧树脂最初是1956年由美国联合碳化物公司推出,1964年转卖给联碳塑料。 中华人民共和国研制环氧树脂始于1956年,在沈阳、上海两地一方面获得了成功。1958年上海、无锡开始了工业化生产。20世纪60年代中期开始研究某些新型脂环族环氧:酚醛环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂等,到70年代末期中华人民共和国已形成了从单体、树脂、辅助材料,从科研、生产到应用完整工业体系。 2环氧树脂水性化办法 环氧树脂水性化事实上是指以水为重要分散剂或溶剂,按树脂分散粒子大小不同而制得以水乳液、水溶胶及水溶液等不同形式稳定分散体系。 环氧树脂水性化技术经历了从外加乳化剂法到自乳化法发展过程[2]。 2.1外加乳化剂 外乳化法就是借助于外加乳化剂,将液体或磨碎固体环氧树脂通过机械搅拌分散于水中,形成稳定水包油乳液体系[3],实行办法有机械法和相反转法。 2.1.1机械法

单组分环氧树脂胶粘剂的研究现状

单组分环氧树脂胶粘剂的研究现状 环氧树脂对各种金属材料、非金属材料、热固性高分子材料等具有优良的粘接性,适应性强,不含挥发性溶剂,不需加压即可固化,且固化收缩率低,耐环境性好,在许多领域得到广泛应用。通常环氧树脂胶粘剂是以主剂和固化剂分开的双组分包装形式提供应用。在环氧树脂中配合固化

剂,会立刻开始反应,随时间推移粘度上升,经过适用期达到不能使用为止。但是双组分混合给使用带来不方便,有以下缺点:增加了包装和贮运的麻烦;双组分胶粘剂使用时,混合比例的准确性和均一性将影响粘接强度;在树脂和固化剂混合后使用时间短。胶粘剂中固化剂种类不同其使用期不同,如脂肪胺类为数十分钟,叔胺或芳香胺类为几小时,酸酐类为一天至数天,不能长期存放;配置的胶液若不能及时用完会造成浪费。由于粘度随时间上升,改变了操作工艺性,不能用于自动粘接。而单组分胶粘剂避免了上述缺点,它可以使胶接

工艺简化,并适于自动化操作。将固化剂和环氧树脂混合起来配制单组分胶粘剂,主要是依靠固化剂的化学结构或者是采用某种技术手段把固化剂对环氧树脂的开环活化暂时冻结起来,然后在热、光、机械力或化学作用下使固化剂活性被激发,进而使环氧树脂迅速固化。目前国内外市场出售的单组分环氧树脂胶粘剂几乎都是采用潜伏性固化剂或自固化性环氧树脂,产品的形态有液态、糊状、粉末状和膜状。具有实用价值的单组分环氧胶粘剂主要有以下几种:湿气固化型;微胶囊包覆型:将固化剂封人微胶囊内,与环氧树脂混合后

不会发生固化反应。成膜物质有明胶、乙烯基纤维素、聚乙烯醇缩醛等。胶囊靠加热或加压而破裂,固化剂和环氧树脂便发生反应;潜伏性固化剂型:使用在规定温度以上才能被活化发生反应的热反应性固化剂,包括中温固化型及高温快固化型;阳离子光固化型。 1 单组分环氧胶粘剂的研究进展 1 1湿气固化型

水性环氧树脂体系

水性环氧树脂体系 水性环氧树脂体系能够有效的降低挥发性有机物的使用,符合环保要求,因此在工业生产和生活中得到了广泛的应用。密切常用的环氧树脂涂料大部分是溶剂型的,其中的挥发物则含有易燃易爆的有毒物质,在挥发的过程中直接排放到大自然中,在阳光的作用下会形成烟雾或者酸雨,对环境产生了比较大的破坏作用。水性涂料以及高固体份涂料等环保型的涂料日益得到了人们的重视,因此得到了比较快的发展,而且水性涂料在使用的过程中还具有节省资源、有机物排放量比较低的优点。 1.环氧树脂的性能简介环氧树脂是常用的热固性树脂,在热固性树脂中的用量比较大,而且应用比较广泛。在环氧树脂中含有独特的环氧基、羟基以及醚键等活性基团,所以能够表现出优异的性能。环氧树脂具有许多种类,而且性能各异,还具有非常多的改性剂、促进剂、添加剂等,可以组成多种组合,从而得到性能不同的环氧固化体系,能够满足各种性能和工艺的要求。 环氧树脂具有良好的力学性能,其分子结构紧密,具有非常强的内聚力,其力学性能比不饱和的聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂优良的多。而且还具有黏结强度高,粘接性能优异等优点,其中含有的羟基、环氧基、醚键等具有比较大的活性,决定了其良好的黏接强度,可以用来作为结构胶。对于大部分金属和非金属材料都具有良好的粘接性,例如木材、玻璃、陶瓷等。但是大部分环氧树脂都不能溶于水,对环境有比较大的危害,给其施工、运输以及存储等都带来了不便,因此用水来作为溶剂的水性环氧树脂受到了人们的重视[2]。水性环氧树脂不但对环境比较友好,而且可以在潮湿的界面上施工,而且使用简单,对于施工环境的要求不高,便于清洗、存储等优点,因此成为了环氧树脂发展的主要方向。

水性环氧树脂的制备与性能研究

水性环氧树脂的制备与性能研究 李进,张良均,童身毅,唐进伟 (武汉工程大学化工与制药学院湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室,武汉430074) 慧聪涂料网讯:摘要:采用中等相对分子质量环氧树脂与聚醚反应,合成了非离子环氧树脂乳化剂,再结合相反转技术,制备水性环氧树脂乳液。讨论了乳化剂的用量对乳液粒径和稳定性的影响;研究了乳化剂、环氧固化剂用量与涂膜吸水率、凝胶含量、机械性能之间的关系。 关键词:环氧树脂;水性环氧树脂;相反转技术 0.引言 环氧树脂固化物具有优异的物理化学性能,尤其以优良的耐水性、耐化学品性、极佳的粘附性能而广泛应用于涂料领域[1]。现在,人们在追求涂料高性能的同时,对于节约资源、保护生态环境越来越重视,研究开发水性环氧涂料已经成为涂料工业发展的一大趋势,具有广阔的前景。转相乳化法是制备高分子聚合物水基化微粒体系的有效方法[2],但制备乳胶粒径小且分布均匀、稳定性好的乳液体系受许多因素影响,其中乳化剂的影响最为重要。近年来,对于非离子型乳化剂及其合成乳液的报道已经很多[3-7],本文利用环氧基团的高反应活性,在Lewis酸的催化作用下,与亲水性的聚乙二醇进行亲核加成反应,合成了具有两亲性同时又带有与油相成分完全相同组分的高分子乳化剂,同时对在乳化剂用量不同的条件下乳液的粒径和稳定性进行了考察,并且研究了乳化剂的用量、AB-HGF固化剂用量与涂膜吸水率、凝胶含量、机械性能之间的关系。 1.实验部分 1.1原材料 双酚A型环氧树脂:江苏三木集团;聚醚:分析纯,上海化学试剂公司;乙二醇丁醚:化学纯,天津东天正精细化学试剂厂;三氟化硼乙醚络合物:化学纯,国药集团化学试剂有限公司;AB-HGF水性环氧固化剂:浙江安邦新材料发展有限公司。 1.2环氧树脂乳化剂的合成 在干燥氮气保护下,将脱水的聚醚和环氧树脂按环氧基与羟基物质的量的比为1∶1.0~1.2的比例加到装有温度计、搅拌装置和回流冷凝器的四口烧瓶中,搅拌下,升温至80~90℃使原料熔化,搅拌混匀,滴加催化剂三氟化硼乙醚络合物,在90~110℃下反应5~6h,出料,室温冷却即得乳化剂EP-S。 1.3水性环氧乳液的制备 采用转相乳化法,将环氧树脂溶于一定量的乙二醇丁醚中,再一定比例加入上述合成的乳化剂EP-S,然后使用高速乳化机在转速为3000r/min下乳化,乳化温度60~75℃,乳化同时滴加蒸馏水直至体系的黏度突然下降。此时体系由油包水转变为水包油(用电导率的变化表征),高速乳化一定时间,制得稳定的水分散环氧乳液。 1.4涂膜的制备 将制备好的水性环氧树脂乳液和AB-HGF水性环氧固化剂按照一定的比例混合,滴加少量消泡剂,搅拌均匀,用涂布器将其涂布于预处理过的马口铁板上,室温固化。 1.5分析与测试 乳液黏度的测定:NDJ-79型旋转式黏度计测定;乳液分散相粒子粒径(简称粒径)分布测定:JL-1155型激光粒度分布测试仪测定;乳液离心稳定性测定:将一定量的乳液装入离心机配套试管,用800型离心沉淀器,在3000r/min下旋转一定时间,观察是否分层进行评定;固化物的热失重分析:DuPont-951热重分析仪测定。 1.5.1漆膜干燥时间测定 将适当的AB-HGF固化剂按照一定的配比加到环氧树脂乳液体系中,搅拌均匀成固化混合

双组分水性环氧树脂分析研究进展

双组分水性环氧树脂研究进展(一> 2009/2/18/08:32 来源:中国环氧网 环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好,在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通 常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水 性环氧体系,即不含VOC(挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound>或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants>的体系成为新的研究方向,水性环氧涂料 具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目 前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效 益。b5E2RGbCAP 一、水性环氧树脂的分类 根据制备方法的不同,水性环氧树脂还可分为外乳化型和 内(自>乳化型2大类。就是:外乳化法水性环氧体系由于存在较多 的乳化剂,其耐水性和耐溶剂等性能比溶剂型的差,而且适用期短 且制得粒子粒径较大,现在多不采用。p1EanqFDPw 1、自乳化型水性环氧树脂(化学法> 通过化学改性,可以将一些亲水性的基团引入到环氧树脂 分子链上,使环氧树脂获得自乳化的性质,这是自乳化型水性环氧

树脂制备的基本原理。根据所引入的亲水性基团的性质不同,自乳 化环氧树脂分为阴离子型、阳离子型和非离子型等几 类。DXDiTa9E3d (1>阴离子型 通过适当的方法在环氧聚合物分子链上引入羧酸、磺酸等 功能性基团、中和成盐以后,环氧树脂就具备了水分散的性质,常 用的方法有功能性单体扩链法和自由基接技改性法。前者是利用环 氧基团与一些低分子的扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸(盐>等化合物上的胺基反应,在链上引人羧酸、磺酸基团,中和成 盐后可分散于水中。RTCrpUDGiT 中国科学院广州化学研究所用对氨基苯甲酸改性环氧树脂,使其具有亲水亲油两种性质,以改性产物及其与纯环氧树脂的混合 物制成水性涂料,涂膜性能优良,保持了溶剂型环氧涂料在抗冲击 强度、光泽度和硬度等方面的优点,而且附着力提高,柔韧性大为 改善,涂膜耐水性和耐化学药品性能优良。5PCzVD7HxA 自由基接技改性方法是利用双酚A型环氧分子上的亚甲基 在过氧化物作用下易于形成自由基并与乙烯基单体共聚的性质,将(甲基>丙烯酸、马来酸(酐>等单体接枝到环氧树脂上,从而得到自 乳化环氧树脂,这也是采用苯乙烯、丙烯酸类单体对环氧树脂接枝 改性的一个重要依据。jLBHrnAILg

单组份热固化环氧树脂灌封胶

Product Description SLONT 2781is a clear,one-component,flexible,heat cure epoxy system designed for coil impregnation,and potting applications requiring low viscosity and minimal thermal stress. Properties Uncured COLOR,VISUAL:Clear VISCOSITY,cps:1,350ASTM D2393 SPECIFIC GRAVITY: 1.04POT LIFE @70o C.,hours: 24POT LIFE @100o C.,hours: 1.5-2POT LIFE @110o C.,hours: 1-1.5POT LIFE @115o C.,hours: 3/4SHELF LIFE @25o C,months: 3 Properties Cured PHYSICAL HARDNESS,DUROMETER (Shore D):40ASTM D 2240TENSILE STRENGTH,psi:5,500ASTM D 638TENSILE ELONGATION,%: 40 ASTM D 638 COEFFICIENT OF THERMAL EXPANSION,o C: 77x 10-6 THERMAL CONDUCTIVITY,BTU-in/(ft 2)(hr)(o F): 1.8 USEFUL TEMPERATURE RANGE,o C: -55to 155* Electrical DIELECTRIC STRENGTH,volts/mil:410ASTM D 149DIELECTRIC CONSTANT,1KHz:4ASTM D 150DISSIPATION FACTOR,1KHz:0.01 ASTM D 150VOLUME RESISTIVITY,ohm-cm: 3.4x 10 14 ASTM D 257 *NOTE:See Cure Schedule for requirements to achieve high temperature resistance properties. Mixing Instructions 1.Preheat coil,transformer or unit for 1-2hours @120o C -135o C.Allow to cool to approximately 50o C. 2.Any surfaces such as terminal leads or mounting brackets were bonding is impractical,should be coated with a suitable epoxy release agent. 3. Pour SLONT 2781into a unit or tank.If dipping application,units should be drained prior to curing. SLONT 2781 Hardener One Component,Flexible, Heat Cure Epoxy System

水性环氧树脂

水性环氧树脂的制备 姓名默蓬勃学号 050821102 摘要:本文对环氧树脂进行了简介,对水性环氧树脂的制备方法做了系统的总结,其中包括物理方法和化学方法,并介绍了水性环氧树脂的的改性的制备方法及应用。 关键词:水性环氧树脂;制备;改性;应用 1引言 作为三大通用型热固性树脂[环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)和不饱和聚酯树脂]之一,EP 自1947 年问世以来,一直在人们生活的各个领域中扮演着重要角色。由于EP 中含有独特的环氧基,以及羟基、醚键等活性基团和极性基团,因而具备很多优异的性能。与其他热固性树脂相比,EP 的力学性能优异,作为胶粘剂使用时有着较高的粘接强度。此外,EP固化剂的种类繁多,再加上众多的促进剂、改性剂和添加剂等,通过各种组合和调配可以获得几乎能满足所有使用性能和工艺性能要求的固化产物,这是其他热固性树脂所无法比拟的[1]。环氧树脂是指分子结构中含有环氧基团的聚合物,用途广泛,具有很多优异的性能,受到广泛关注。传统溶剂型的环氧树脂,在使用过程中释放大量的有机污染物(VOC),对环境造成污染。近年来,随着人们生活水平的提高,环保意识的增强,不含有机溶剂(VOCfree)或低VOC、或不含HAP(有害空气污染物,Hazardous Air Pollutants)的系统成为新的方向。所谓水性EP 是指通过物理或者是化学的方法使EP 以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。与传统的EP相比,水性EP 不仅满足当前环境保护的要求,而且操作性能较好,尤其是它可以与其他水性体系配合使用,因而可以达到相互弥补,充分发挥各自性能的目的。水性EP 的突出优势还表现在该混合体系可在室温和潮湿的环境中固化,有合理的固化时间,并有较高的交联密度,这是常见的水性丙烯酸和水性聚氨酯涂料所无法比拟的[2]。 2水性环氧树脂的制备 EP 尽管含有一定数量的极性基团,但是由于其较长的非极性分子主链的存在使得它本身并不能溶解在水中。要制备稳定的水性EP 体系,必须在其分子链中引入强的亲水基团(如羟基、羧基等)或者是在水性体系中加入一些同时亲水和亲油的组分(乳化剂)[3]。水性EP(准确地讲,应该是分散在水中的EP胶液),可分为水乳型EP 胶液(EP水乳液)和水溶性EP 胶液(EP 水溶液)两类。其制备方法有两种:乳化剂乳化法和自乳化法。 2.1乳化法 2.1.1乳化剂乳化法 乳化剂是表面活性剂的一种,在结构上同时含有亲水以及亲油组分。它的HLB 值是影响其乳化性能及其乳化效果的决定性因素。因此,想要得到稳定的乳

水性环氧树脂涂料研究现状与应用前景

水性环氧树脂涂料研究现状与应用前景 王军 (安徽工业大学化学与化工学院,安徽马鞍山243002) 摘要:本文简述了水性环氧树脂涂料分类和性能,介绍了水性环氧树脂涂料的研究现状及与应用前景。 关键字:水性涂料;环氧树脂;应用 Research Situation and Prospective Application of Waterborne Epoxy Resin Coatings Wang Jun (School of Chemistry and Chemical,Anhui University of Technology , Maanshan 243002 China) Abstract: This paper describes briefly the classification and properties of waterborne epoxy resin coatings. Present research status and prospective application of the coatings are introduced. Key words: waterborne coatings; epoxy resin; application 0.引言 近些年来,环境保护的要求日益迫切和严格, 许多国家因此相继颁发了有关控制VOC(挥发性有机化合物, Volatile Organic Compound))的法令。由于环保法规不断强化促使涂料工业加速向四E方向发展, 其中发展最快的是水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料和辐射固化涂料,其中由于溶剂价格的上涨以及环

水性环氧树脂制备的研究进展

水性环氧树脂制备的研究进展 梁凤飞,陈立新,赵慧欣 (西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安 710129) 摘 要:对水性环氧树脂(EP )的制备方法和机制进行了分类及论述,对不同水性化技术方法的特点 进行了分析比较。总结了EP 水性化的最新研究进展,并对其应用前景进行了展望。 关键词:水性环氧树脂;合成方法;机理中图分类号:TQ323.5 文献标志码:A 文章编号:1004-2849(2011)05-0052-04 收稿日期:2010-12-26;修回日期:2011-02-17。 作者简介:梁凤飞(1986—),陕西榆林人,硕士,主要从事环氧树脂及其复合材料等方面的研究。E-mail :liangfengfei123@https://www.360docs.net/doc/1316377421.html, 通讯作者:陈立新。E-mail :liixn@https://www.360docs.net/doc/1316377421.html, 0前言 作为三大通用型热固性树脂[环氧树脂(EP )、酚醛树脂(PF )和不饱和聚酯树脂]之一,EP 自1947年问世以来,一直在人们生活的各个领域中扮演着重要角色。由于EP 中含有独特的环氧基,以及羟基、醚键等活性基团和极性基团,因而具备很多优异的性能。与其他热固性树脂相比,EP 的力学性能优异,作为胶粘剂使用时有着较高的粘接强度。此外,EP 固化剂的种类繁多,再加上众多的促进剂、改性剂和添加剂等,通过各种组合和调配可以获得几乎能满足所有使用性能和工艺性能要求的固化产物,这是其他热固性树脂所无法比拟的[1-2]。但是,常用的EP 大多为黏稠的液体或者是固体,难溶于水,只溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂中。大多数传统的有机溶剂具有较强的挥发性,不但价格昂贵,而且对环境有很大的污染,这一缺陷大大限制了传统溶剂型EP 的应用。随着人类对环境问题的日益关注和相关法律制度的不断健全,不含挥发性有机物(VOC ),或只含低挥发性有机物,或者是不含有害空气污染物(HAP )的EP 体系便应运而生,并逐渐成为国内外研究的热点[3]。 所谓水性EP 是指通过物理或者是化学的方法使EP 以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。与传统的EP 相比,水性EP 不仅满足当前环境保护的要求,而且操作性能较好,尤其是它可以与其他水性体系配合 使用,因而可以达到相互弥补,充分发挥各自性能的目的。水性EP 的突出优势还表现在该混合体系可在室温和潮湿的环境中固化,有合理的固化时间,并有较高的交联密度,这是常见的水性丙烯酸和水性聚氨酯涂料所无法比拟的[4]。但是它的缺点也非常明显,固化过程中水挥发相对较慢,从而使得树脂体系的表干时间变长;此外,水的表面张力较高,对于除油不净的底材而言,两者的浸润性更差。如何实现更好的浸润也是一个亟待解决的问题[5]。 1水性EP 的制备方法 EP 尽管含有一定数量的极性基团,但是由于其 较长的非极性分子主链的存在使得它本身并不能溶解在水中。要制备稳定的水性EP 体系,必须在其分子链中引入强的亲水基团(如羟基、羧基等)或者是在水性体系中加入一些同时亲水和亲油的组分(乳化剂)[6]。水性EP (准确地讲,应该是分散在水中的EP 胶液),可分为水乳型EP 胶液(EP 水乳液)和水溶性EP 胶液(EP 水溶液)两类。其制备方法有两种:乳化剂乳化法和自乳化法。 1.1乳化剂乳化法 乳化剂是表面活性剂的一种,在结构上同时含 有亲水以及亲油组分。它的HLB 值是影响其乳化性能及其乳化效果的决定性因素[7]。因此,想要得到稳定的乳液,必须选择具有合适HLB 值的乳化剂。对 中国胶粘剂 CHINA ADHESIVES 2011年5月第20卷第5期Vol.20No .5,May 2011 52--306()

水性环氧树脂涂料的分析研究进展以及未来的发展方向和前景

水性环氧树脂涂料的研究进展以及未来的发展方向和前景 100311109 刘召 本文简述了近三年(2006-2008>来中国国内水性环氧树脂涂料的研究进展,从特点、固化机理、应用和前景展望等四个方面对水性环氧树脂的研究进行了总结。 关键词:水性环氧树脂涂料特点固化机理应用前景 环氧树脂涂料附着力高、耐化学药品和溶剂性能优异、硬度高、耐磨性好等优点,在工业上己获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型或无溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格,开发水性涂料系统,既不含VOC(挥发性有机化合物,Volatile Organic Com—pound>或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAir Pollutants>的系统成为新的研究方向,水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和社会效益。 一、水性环氧树脂的特点 经过半个世纪的发展,水性环氧树脂涂料的性能自很大的提高水性环氧树脂涂料可在室温或加热条件下固化,与溶剂型环氧树脂涂料相比,水性环氧树脂涂料具有以下优势: <1>水作为分散介质,不含有有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低,无环境污染,没有失火隐患;满足当前环境保护的要求,如2008北京奥运会场馆设施的涂料用树脂均采用水性涂料; <2>操作性能好,施工工具可用水直接清洗,操作安全,方便; <3)对大多数基材具有良好的附着力,并且可以与水泥或水泥砂浆配合使用;<4)可在室温和潮湿的环境中固化,有合理的固化时间,并保证有较高的交联密度; <5)能与其他水性聚合物体系混合使用,在性能上互相弥补; 水性环氧树脂涂料的优点是显而易见的,但也存在如下一些缺点: (1)与有机溶剂相比,水的蒸发热高,这就要求有另外的手段来帮助水的蒸发。在低温和高湿情况下,水的蒸发更慢,使表干时间延长; (2)水的表面张力较高,这对基材和颜填料的润湿造成困难,尤其是除油不干净的底材更难湿润,需要加入基材润湿剂来提高水性环氧树脂涂料的 润湿性; (3)颜填料的在水性环氧树脂涂料中的分散稳定性较溶剂型涂料差,易于聚集沉淀; (4)水的导电率高,易使金属腐蚀,在涂膜干燥的的过程中会发生闪蚀问题,但用闪蚀抑制剂和活性颜料配合使用可以解决这个问题。

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