水性环氧树脂制备的研究进展

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水性环氧树脂

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 resinAbstract: 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;research0 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 ] 。

水性环氧防腐漆配方及应用研究

水性环氧防腐漆配方及应用研究

水性环氧防腐漆配方及应用研究随着环保意识的增强,对高性能防腐涂料的需求也十分迫切。

本文介绍了水性环氧防腐涂料的制备方法,讨论了水性环氧体系的优点。

标签:水性环氧;底漆;防腐性引言随着国家对环境保护的重视及人们环保意识的日益增强,水性涂料成为涂料发展的重要方向和研究热点。

水性环氧防腐涂料是以水为分散介质,环氧树脂作为主要成膜物质的一种的涂料,因其绿色环保、生产施工方便、无安全隐患、成本较低等优势而成为研究热点。

1.实验部分1.1实验原料和制备方法主要原料:水,润湿剂,分散剂,增稠剂,消泡剂,助溶剂,闪锈剂,环氧乳液及固化剂(美国翰森,亨斯曼,美国空气化学,自制),功能填料(三聚磷酸铝粉,磷酸锌粉),滑石粉,硫酸钡,云母粉等。

A组份制备方法:在搅拌釜中依次加入水,润湿剂,分散剂,闪锈剂,助溶剂,消泡剂等,控制搅拌速度为400转/min,搅拌20min-30min,然后将滑石粉,磷酸锌粉,硫酸钡,三聚磷酸铝粉,云母粉等加入上述混合液中,开启高速分散模式,转速900转/min。

搅拌1h,加入反应釜中分散均匀,最后加入环氧树脂乳液,增稠剂制得水性环氧防腐涂料A组份,并将A组份研磨至细度≤40um。

B组分制备方法:在搅拌釜中加入消泡剂,润湿流平剂,水性环氧固化剂搅拌均匀即可。

1.2水性环氧防腐涂料基本配方水性环氧防腐涂料基础配方见表1所示。

1.3试验仪器和水性环氧防腐涂料性能检测漆膜硬度仪(TQC-SP0500),高速分散搅拌器(FJS-300),盐雾试验仪(YWX/Q-250),NDJ旋转粘度计等。

水性环氧防腐涂料依据《水性环氧树脂防腐涂料》HG/T4759-2014标准要求制作检测样板。

2.结果与讨论2.1水性环氧树脂乳液与固化剂体系对成膜性能的影响2.1.1胺氢当量对漆膜基本性能的影响本试验采用自主开发的水性环氧树脂固化剂体系,研究胺氢当量对漆膜基本性能的影响。

其结果如表2所示。

2.1.2防腐清漆对比试验影响本文通过自主开发的水性环氧乳液清漆体系与市售产品清漆体系进行对比试验,其性能结果如表3所示。

水性环氧树脂的研究与进展[1]

水性环氧树脂的研究与进展[1]

水性环氧树脂的研究与进展[1]
水性环氧树脂的研究与进展[1]
摘要:
水性环氧树脂是一种在涂料、油墨、油墨油墨辊涂、汽车涂料、油漆、印花印刷涂料、水性哑光涂料及热固性塑料等产品中广泛应用的重要通用
有机物质。

环氧树脂的有效改性和功能改善,决定着环氧树脂在现代行业
中的重要性。

本文重点介绍了水性环氧树脂的研究历史、基本概念、合成
方法和性能评价,以及有关水性环氧树脂的研究进展情况,总结了未来水
性环氧树脂的研究前景及应用方向。

关键词:水性环氧树脂;合成;功能改性;研究进展
1绪论
环氧树脂是一种现代化工产品,它可以用于多种行业。

它有优异的耐
热性、耐湿性、耐老化性和机械性能,是众多行业中重要的基础材料。


据不同性能需求,改性剂可以加入到环氧树脂中,以调节、改善树脂的性能,使环氧树脂具有更完善的性能[2]。

由于水性环氧树脂具有环保、耐
腐蚀、低毒性和可持续发展等特点,因此,近年来,水性环氧树脂这一新
型高性能树脂在涂料、油墨、印刷油墨辊涂、汽车涂料、油漆、印花印刷
涂料、水性哑光涂料及热固性塑料等行业得到广泛应用,成为涂料领域当
今最热门的研究课题。

环氧树脂水性化研究进展

环氧树脂水性化研究进展

关键词 : 环氧树脂 ; 乳化 ; 化学 改性
中图分类号 :Q 2 . T 335
文献标识码 : A
文章编号 :0 4 2 4 (0 6 0 — 0 7 0 10 - 8 9 20 )8 04 - 4
0 前 言
环 氧 树 脂 是 一 个 分 子 中含 有 两个 或 两个 以 上
树 脂 与乳 化 剂 混 合 , 热 到 一 定 温 度 , 激 烈 搅 拌 加 在 下 逐渐 加入 水而 形成 环 氧树脂 乳液 。机械 法[ 备 制
( 安 科技 大学 化 学 与 化 工 系 , 西 省 西 安 市 西 陕 7 05 ) 10 4
摘要 : 系统 地介 绍 了环 氧 树 脂 水 性 化 的 方 法 及 其 特点 , 括 机 械 法 、 反 转 法 和 化 学 改性 法 。 结 了 目前 包 相 总
国 内 外环 氧树 脂 水 性 化 体 系的 研 究 进 展 。
将 所 有 的高 分 子 树 脂借 助 于 外 加乳 化 剂 的 作 用 通
过 物理 乳化 的方 法制 得相应 的乳 液 。相反 转原 指 多
组 分 体 系 中 的连 续 相 在 一 定 条 件 下 相 互 转 化 的过
程 , 在 油/ 乳 化 剂 体 系 中 , 如 水/ 当连 续 相从 油 相 向 水 相( 从 水相 向油相) 变 时 , 连 续 相转 变 区 , 或 转 在 体 系 的界 面 张 力 最 小 ,因 而 此 时 的 分 散 相 的 尺 寸 最
液”。 ( ) 氧树 脂 与丙 烯酸 反应 开 环酯 化 , 3环 然后 用 胺 类进 行 水解 中和 , 者采 用 环 氧 树脂 与 丙 烯 酸酯 或 发 生酯 基 转 移反 应 , 同样 可 以形 成 富 含酸 基 的丙 烯 酸 改 性 环 氧 树 脂 ,这 两 种 改 性 方 法 所 得 的 水 乳 体 系 , 量 用作 罐头 内表涂 料”。 ( ) 氧树 脂 的磺 化 大 4环 水性 化 , 相 对 分 子 质 量 的 含 环 氧 基 有 机 物 , 亚 低 在 硫 酸氢 钠 作 用 下 可 以磺 化 【 , 过 这 种 方法 有可 能 1通 将低 相对 分 子质量 环 氧树脂 改性 使其 水性 化 。

环氧树脂防腐性能研究进展

环氧树脂防腐性能研究进展

环氧树脂防腐性能研究进展环氧树脂是一种高分子聚合物,具有优异的物理性能和化学性能,因此在许多领域得到了广泛应用。

然而,在某些环境中,环氧树脂容易受到化学腐蚀和物理损伤,从而影响其使用寿命。

因此,对环氧树脂防腐性能的研究显得尤为重要。

本文将综述近年来环氧树脂防腐性能研究的现状、影响因素及未来展望,旨在为相关领域的研究提供参考。

环氧树脂是一种线性聚合物,具有高度化学稳定性,耐腐蚀性优良。

在石油、化工、医药、环保等领域,环氧树脂常被用作防腐材料。

然而,在某些环境中,如酸碱、盐雾、高温高湿等条件下,环氧树脂容易受到化学腐蚀和物理损伤,出现老化、龟裂、脱落等现象,严重影响其使用寿命。

针对这些问题,国内外学者开展了大量研究,旨在提高环氧树脂的防腐性能。

其中,纳米材料、橡胶弹性体、纤维增强复合材料等被广泛应用于环氧树脂防腐涂层的制备。

同时,研究者们还致力于开发新型的环氧树脂防腐体系,如功能性单体改性环氧树脂、可控固化反应的环氧树脂等。

影响环氧树脂防腐性能的因素很多,其中最重要的是化学反应和物理损伤。

化学反应主要包括环氧树脂与腐蚀介质之间的化学反应、环氧树脂本身的化学反应。

物理损伤主要包括环氧树脂的机械强度、耐磨性、抗冲击性等。

这些因素之间相互作用,共同影响着环氧树脂的防腐性能。

未来,环氧树脂防腐性能的研究将朝着多功能化、智能化、绿色化等方向发展。

具体来说,研究者们将致力于开发具有自修复能力、耐高温高湿、抗紫外老化等功能的环氧树脂防腐体系;利用智能材料和传感器技术,实现环氧树脂防腐涂层的智能监测和预警;还将在保证环氧树脂防腐性能的前提下,降低其生产和使用过程中的能耗和排放,实现绿色可持续发展。

环氧树脂防腐性能的研究对于提高其在各领域的应用效果具有重要意义。

通过深入探究影响环氧树脂防腐性能的因素及作用机制,合理设计并制备高性能的环氧树脂防腐材料,有助于解决环氧树脂在复杂环境下的腐蚀问题,延长其使用寿命。

随着科学技术的发展,环氧树脂防腐性能的研究将不断取得突破性进展,为相关领域的发展提供有力支持。

羧基反应法制备水性环氧树脂的工艺研究

羧基反应法制备水性环氧树脂的工艺研究

c e c l d f d f ri t d cn y r p i c g o p y u i gl ci c d a d a i i cd h n u n e o h mi al mo i e o nr u i g h d o h l r u sb s t a i n d p c a i .T e i f e c f y i o i n a c l
摘 要 : Ⅳ, 以 Ⅳ一二 甲基 甲酰胺 为催化 剂 , 用乳 酸和己二酸对双酚 A型环氧树脂 E一 4进行 化学改性而引入亲水 4
基 团。探讨 了原料的用量 、 反应 温度 、 反应 时间 、 成盐温度 、 反应 中和度等 因素对产物 的影响 。利用红 外光谱对产物 的 结构进行 了表 征 , 并采用激光粒 度分 析仪对产物 的分散液粒径进行 了分 析。结果表 明 : 制得 的改性环 氧树 脂具有 良好
Epo y Re i a Ca bo y a to x sn Vi r x lRe ci n
L og u R n ,W e J n,S n D a da iu u in in
( colfMaeas n i e n ,Ynhn stt o cnl y a ceg J ns 20 1 C ia Sho o t ilE gn r g acegI tu T h o g ,Ynhn , i gu24 5 , hn ) r ei n i ef e o a
Absr c By usn , —d meh lfr mi e a aa y t h iph n l—A p x e i 一4 s t a t: ig N N i t y o ma d s c t ls ,t e b s e o e o y r sn E 4 wa
的 亲 水 性 和稳 定性 。

新型改性水性环氧树脂的制备及性能研究

新型改性水性环氧树脂的制备及性能研究

新型改性水性环氧树脂的制备及性能研究摘要:环氧树脂是一种化学性质优异的材料,其中包含环氧基、羟基和醚键等多种活性反应基团,因此在各种领域得到广泛应用。

然而,传统的溶剂型环氧树脂由于其高挥发性有机化合物(VOC)含量已经无法满足现代绿色环保的需求,因此研究环氧树脂水性化技术及其改性化方法就显得非常重要。

通过采用自制反应型表面活性剂作为亲水基团,并加入低分子量环氧树脂等原料进行制备,可以得到环氧当量在800g/eq左右的水性化环氧树脂。

与市售的水性环氧树脂相比,这种材料具有优异的打磨性能和耐水性能,而且干燥性能也更加出色,适合于“湿碰湿”体系。

此外,由于它能添加更少的固化剂,因此也具有更好的性价比。

鉴于此,本文将讨论新型改性水性环氧树脂的植被以及改性后的性能,旨在推广和应用水性化环氧树脂技术,促进经济可持续发展和环保事业的发展。

关键词:水性环氧树脂;制备;性能前言:环氧树脂是一种常用于涂料、粘结剂等产品的树脂基体,由于其具有优异的附着力强、力学性能高、耐化学品性和电绝缘能力等特性,在建筑结构工程、机械零件加工以及航空工业制造等领域得到了广泛应用。

然而,传统的溶剂型环氧树脂存在致毒、挥发性强等问题,因此研究环保、安全而有效的水性环氧树脂已成为专家学者的关注重点。

本研究合成的新型水性环氧树脂具有更大的分子量以及更好的乳化效果,同时与常规水性环氧树脂相比稳定性更佳、早期打磨性能更好、耐水性能更优秀,解决了目前水性环氧树脂存在的一系列问题。

此外,本研究中合成的水性环氧树脂还具有优异的成膜性能,涂层表面光滑、均匀,具有良好的外观效果。

一、水性环氧树脂改性研究进展(一)聚氨酯改性水性环氧树脂聚氨酯具有良好的韧性、耐冲击性和耐腐蚀性等优点,对环氧树脂进行改性可以有效改善其本身的质脆、耐冲击性不足的缺点,提高涂膜的综合性能。

改性方法可以采用物理共混合共聚改性法。

通过将不同粒径的水性聚氨酯与市售水性环氧乳液进行物理共混,当水性聚氨酯粒径为55nm且比例为5%时,可明显增强环氧树脂的韧性,并提高拉伸性能和涂膜的耐冲击性和柔韧性等[1]。

水性环氧树脂的研究进展

水性环氧树脂的研究进展
维普资讯
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抽} 生 环氧树脂的研 究进展/ 孟祥玲等
既可放在 固化剂部分 , 又可放在环 氧乳 液部分 , 比外加乳化剂 这 型环氧树脂乳液 的制漆 性能好 。
・3 5・ 8
相 比尤显 优势 , 具 有低 V c和低 成 本 等优 点 。树 脂 和 固化 且 O
.℃ 电镜 是一 种专业性很强 的仪 器 , 片难 O 2 。 制 () 2 旋转 式黏度计法 。可根 据试 样 黏度 大 小选用 不 同范 围 度很 大 , 测定时要经过 一个 涂层 、 吸收 、 固定 、 切片 、 色 、 染 洗涤 、
干燥 等很复杂的处理程序 。对 于较软 的聚 合物 颗粒 , 由于在 制
型 ~ 。 物化眭能较好。 灵活运用分子设计 使得环氧树脂更 。 ,
固 化剂乳化法 固化剂 在具有固化环氧树脂的同时, 兼具有乳化功能。可分为 I 型和I型。 好地乳化, 提高了固化剂和环氧树脂 好 I 同时
的相容性。
2 乳液性能的表征
乳 液的性 能对其以后散相粒径越 小 , 布越均 匀 , 分 乳液 稳定 性则 越好 。最 常 用
的乳 胶粒直径 的测定方法有 5 : 种 () 1电子显微镜法 () 1 同轴 双圆筒旋转黏度计 法 。量程 1 一 ~1 。 a・S测量 O OP , 误 差不大于满 刻 度 的 4 , 内外 直 径 比< 1 1 测 试 温 度 2 ± A 0 ., O
表 1 环 氧树脂 乳化技术 方法 特 点 优 点 成膜性
直接法
通过机 械搅拌 将粒子分 散于水中, 方法只适用具有高分子 此 量的固体树脂。 工艺简单, 乳化剂用量少。 指多 组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程, 不同类型的乳化剂对 树脂的 物理性能 影响 很大。 普通乳化剂乳化效果均不够 理性, 容易和环氧树 制得的乳液粒径小, 脂 其分散相的平均粒径
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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@ 通讯作者:陈立新。

E-mail :liixn@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 ADHESIVES2011年5月第20卷第5期Vol.20No .5,May 201152--306()于EP 而言,可选择的乳化剂有很多种,常见的主要有:聚氧乙稀烷基酚缩合物类,如聚氧乙稀烷基酚醚;聚氧乙烯脂肪醇缩合物类,如脂肪醇环氧乙烷缩合物;聚氧乙烯蓖麻油缩合物,如蓖麻油环氧乙烷缩合物等。

当EP 和水混合在一起时,由于极性的巨大差异,两者会自发地分成两相。

在加入乳化剂之后,其上的亲水基团溶于水,憎水基团溶于树脂,经强烈的搅拌剪切作用,EP 会以微粒的形式存在于水相之中,从而形成稳定的EP 乳液[8]。

按照树脂微粒在水相中的形成过程的不同,乳化剂乳化法又可以分为机械法和相反转法。

1.1.1机械法机械法也叫直接乳化法,它是指用球磨机、胶体磨、匀浆器等设备将固体EP 预先磨成微米级的EP 粉末,在加热的条件下加入乳化剂的水溶液,然后通过较强的机械搅拌即可得到水性EP 乳液。

采用此方法制得的EP 乳液的优点是工艺简单,乳化剂加入量较少,但是乳液中EP 分散相微粒的粒度较大(可以达到50μm )[9-10],粒子形状不规则且粒径分布较宽。

由于乳液中的粒子容易相互碰撞聚集,故所得乳液稳定性较差。

此方法仅适合于高相对分子质量的固体树脂。

1.1.2相反转法相反转法是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法,几乎所有的高分子树脂均可借助于外加乳化剂的作用并通过物理乳化的方法制得相应的乳液[11]。

用相反转法制备水性EP 乳液的操作过程是先将乳化剂和EP 在高速剪切作用下均匀混合,随后缓慢地向体系中加入蒸馏水,随着加水量的增加,体系中的连续相(聚合物相)在一定的条件下发生从油包水到水包油的转变。

在相反转点附近,体系的物理性质会发生一系列显著变化,如体系的黏度降低、导电性增强、界面张力相对最低和乳液的分散相尺寸相对最小等等;利用这一特点,可以在相反转点附近制备出分散相尺寸很小的乳液,该乳化过程可在室温环境下进行[12]。

但是对于一些相对分子质量较高的EP 而言,这一过程常需要通过加热熔化并加入有机溶剂溶解后再进行乳化。

试验表明,通过相反转技术将高分子树脂乳化为乳液,其分散相的平均粒度一般为l~2μm [13]。

在采用外加乳化剂法制备EP 水性体系的过程中,运用相反转技术能得到性能更为优良的乳液。

我国在这方面的研究报道比较多,张道洪等[14]采用E-Ⅱ型乳化剂和相反转技术制备水溶性双酚A 型EP 乳液,研究了乳化剂用量、乳化时间、搅拌速率和乳化温度对乳液稳定性的影响,得出了最佳乳化工艺条件。

研究结果表明:当w (E-Ⅱ乳化剂)=7.25%~8.0%、乳化温度为60℃、搅拌速率为800r/min 和乳化时间为40min 时,能得到稳定的EP 乳液(3500r/min 离心30min 不分层);随着乳化剂用量的增大,乳液稳定性逐渐提高;随着搅拌速率的增加,乳液的稳定性的级数呈先升高后下降趋势。

经外加乳化剂乳化得到的水性EP 乳液,由于在树脂固化后其中的乳化剂依然残留于树脂固化物中,因此会对固化物的性能产生不利影响。

鉴于此,人们开始研究自乳化型水性EP 固化剂,使得其既可以用来乳化EP ,同时又可以对其实现固化,这就解决了外加乳化剂带来的问题。

任天斌等[15]在EP 的固化剂———多乙烯多胺TETA 的分子链段上接上环氧基团,将亲水的多乙烯多胺改性成为既亲水又亲油的两性化合物,从而制备出了自乳化型的水性EP 固化剂。

该固化剂兼具乳化功能和固化功能,激光粒度分析仪的测试结果显示:用自乳化型水性EP 固化剂乳化的低相对分子质量EP 粒径在1μm 左右,乳化性能较好。

对水性EP 涂料涂膜后的性能测试表明:该涂膜的适用期较长,表干时间较短;涂膜后8d ,其硬度即达到稳定值,硬度为0.7以上;涂膜的透明性及耐酸性都较好。

1.2自乳化法自乳化法也称为化学改性法,它指的是在EP的大分子主链上通过化学反应的手段(嵌段或者是接枝反应)引入各种强的亲水基团,使其成为既亲水又亲油的两亲性的聚合物,从而具有水溶性或者是自乳化功能。

常见的亲水改性剂是含有羟基、羧基、氨基、磺酸基和酰胺基化合物。

水性化改性的方法主要有两大类:一类是把EP 改性为含富酸基团的树脂(环氧酯),再用碱中和成盐,使之水性化;另一类是把EP 改性为含富碱基团的树脂(环氧酯),再用酸中和成盐,使之水性化。

所以又称为成盐法[16]。

自乳化法得到的EP 的粒径为纳米级,因而具有更好的应用价值。

改性后的EP 可以与水形成水溶液,也可以作为乳化剂组分与未改性的EP 制成水乳液。

水性化改性的EP 中可以保留也可以不保留环氧基,其固化可以依靠环氧基与固化剂交联固化,也可以靠引进的羟基、双键和羧基等官能团与相应的引发剂或固化剂交联固化,还可以不加交联剂自行成膜。

通过引入的亲水基团的方法不同,目前水性化改性的EP 主要可分为以下几类。

第20卷第5期梁凤飞等水性环氧树脂制备的研究进展53--307()1.2.1环氧脂肪酸酯型树脂这种EP 的改性方式是由不饱和脂肪酸与EP 发生酯化反应生成环氧酯,然后加入不饱和二元酸(酐)以及引发剂进行加成反应,在大分子上引入羧基,最后用碱(醇胺或者氨水)中和成盐。

常见的不饱和脂肪酸是亚麻油酸、豆油酸;常见的不饱和二元酸(酐)有顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸等。

庞衍松等[17]以乳酸和丁二酸酐对双酚A 型EP (E-51)进行化学改性并引入亲水基团,研究了乳酸和丁二酸酐的用量对改性树脂的水分散性、水稳定性及分散液粒径的影响,确定了最佳的原料配比、反应温度、时间和催化剂;利用红外光谱对产物的结构进行了表证,并用动态激光光散射测量水分散液粒径。

结果表明:当投料比n (乳酸)∶n (琥珀酸酐)∶n (环氧基)=0.15∶0.30∶1和0.20∶0.40∶1之间时,合成的水性EP 具有优良的水分散性、稳定性和较小水分散液粒径。

陈永等[18]通过化学改性方法将E-44与油酸进行酯化反应,然后与马来酸酐加成合成一种阴离子型水性EP ,并研究了酯化反应过程中反应温度、反应时间和酯化率的关系,探讨了反应物配比对水性EP 水分散性、稳定性及固化性能的影响。

研究结果表明:E-44与油酸等物质的量比,反应温度130℃,反应时间4~5h 所制得水性EP 性能相对最好。

1.2.2环氧丙烯酸酯树脂(EA )环氧丙烯酸酯型改性是指EP 与丙烯酸类单体或丙烯酸类聚合物接枝共聚,生成富含酸基团的环氧丙烯酸树脂,再用氨水中和成盐。

肖新颜等[19]以E-44为基础树脂、丙烯酸(AA )为改性剂,合成了溶剂型EA ,探讨了合成工艺条件(反应温度、反应时间、催化剂和阻聚剂用量)对AA 转化率的影响。

在此基础上,通过顺丁烯二酸酐(MA )与EA 上的羟基反应,在EA 上引入了亲水性基团羧基,制备出了水性环氧丙烯酸树脂(EB )。

结果表明:当反应温度为95℃、反应时间为4.5h 、w (催化剂)=1.5%和w (阻聚剂)=0.075%(分别与E-44的质量比)时,AA 的转化率为98.27%。

EB 合成的最优工艺条件为:反应温度为80℃,反应时间为1.5h 。

刘晓冬等[20]采用EP/AA 单体接枝共聚方法对EP 进行化学改性,合成了单组分自乳化EP 乳液,考察了EP 相对分子质量、功能单体和引发剂用量对合成的EP乳液稳定性、粒径分布的影响。

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