DIC_水性环氧树脂_EN_201611
水性环氧树脂的研究与进展[1]
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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。
根
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。
高柔软性环氧树脂
高柔软性环氧树脂
佚名
【期刊名称】《印制电路信息》
【年(卷),期】2016(24)10
【摘要】DIC公司针对已开发的环氧（Epoxy）树脂加以特殊合成技术，改良其硬、脆等缺点。
以前开发的技术是将具备柔软性的化合物导入环氧树脂，生成的酯基（Ester）与羟基（HydroxyGroup）产生很强的凝聚力，但没有良好柔软性。
新技术不仅使树脂有柔软度，也有高流动性，与具备柔软性的固化剂组合后，【总页数】1页(P71-71)
【关键词】环氧树脂;柔软性;合成技术;高流动性;DIC;化合物;凝聚力;柔软度
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.5
【相关文献】
1.纸餐巾的完全个性化和高柔软性 [J], 唐其铮
2.日本开发出高柔软性无卤阻燃材料 [J],
3.高柔软性无卤覆盖膜的研制 [J], 刘生鹏;谢飞;茹敬宏;伍宏奎
4.具有高柔软性的聚酯粉末涂料 [J], 黄汉生
5.高流动性和高柔软性的聚碳酸酯共聚物 [J], 薛敏
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水性环氧树脂
第1章绪论1.1概述环氧树脂是指在环氧化合物的分子结构中含有两个或两个以上的环氧基的一类高聚物的总称。
环氧树脂具有硬度高、耐磨性好、附着力高、和耐化学药品腐蚀性能优异等特点。
环氧树脂的应用范围很广泛，主要应用于合成涂料和胶粘剂，但由于涂料和胶粘剂在固化的过程中容易挥发出有毒的物质，因此十分不利于环保。
水性环氧树脂通常是指的是环氧树脂以微粒、液滴或胶体等形式分散于水中所形成的乳液或水分散体。
经过改性后的水性环氧树脂涂料和胶粘剂除了具有普通的环氧树脂的优点外，还具有环保的特性，水性环氧树脂通常以乳液的形式存在，因此，研究水性环氧树脂的乳化方法有很重要的意义。
凡是含有环氧基的化合物，统称为环氧化合物。
环氧树脂是指在环氧化合物的分子结构中含有两个或两个以上环氧基的一类高聚合物的总称。
由于环氧基的化学活性可用多种含有活泼氢的化合物使其开环、固化交联生成网状结构，因而将它归入热固性树脂范畴。
1.2研究水性环氧树脂乳液的意义环氧树脂的用途主要是在涂料、电绝缘材料、玻璃钢、粘胶剂以及土木建筑等方面，其中涂料占40％以上，主要应用在防腐用漆、船舶和汽车用漆等方面；在耐腐蚀玻璃钢方面，由于不饱和聚酯的发展，目前国外环氧树脂的用量比例已减少，但是国内由于不饱和聚酯的发展较晚并且技术不是很成熟，环氧树脂仍是耐腐蚀玻璃钢的主要树脂品种之一，广泛用于贮槽、管道、塔器、风机、烟囱以及建筑物的防腐蚀等方面。
环氧树脂具有硬度高、耐磨性好、附着力高、和耐化学药品腐蚀性能优异等特点，可广泛用做木器漆、工业地坪涂料、防副食涂料、胶粘剂和油墨等。
随着工业的发展和社会的进步，人们的环保意识不断增强，许多国家相继颁布了限制挥发性的有机溶剂（VOC）含量的法令。
因此，减少有机溶剂或不使用有机溶剂的涂料和胶粘剂的研究和开发得到了前所未有的重视。
粉末涂料和水性涂料和胶粘剂在工业中已有广泛的应用。
国外自从20世纪50年代就开始了环氧树脂的水性化的研究，其中将环氧树脂制成乳液是最常用的研究途径。
水性环氧树脂形成四大体系
水性环氧树脂形成四大体系水性环氧地坪以其出色功用包含环保功用，已变成水性商品系统中最受大家注重和最重要的一支。
据中国环氧树脂行业协会教授称，当前水性环氧树脂已构成4大系统，在不一样的范畴或不一样的需求下发挥着效果。
Ⅰ型水性环氧树脂系统。
由低分子量的液体环氧树脂(环氧当量在190左右)和水性环氧固化剂组成。
这类系统中的环氧树脂通常预先不乳化，而由水性环氧固化剂在运用前混合乳化，因而这类固化剂有必要既是交联剂又是乳化剂。
水性环氧固化剂组成时是以多乙烯多胺为根底，经过在其分子中引进具有表面活性效果的分子链段使其变成两亲性分子，能够极好地涣散或溶解在水中，从而对低分子量的液体环氧树脂具有杰出的乳化效果。
Ⅰ型水性环氧树脂系统的长处是可配成零VOC(Volatile organiccompound)和NHAP(Non-hazardous air pollutant)的涂料，涂膜硬度添加较快。
中国环氧树脂行业协会教授以为其缺陷是：选用的树脂是低分子量的液体环氧树脂，在水分蒸腾后仍需求经过必定的反响时刻才干到达表干；系统的粘度随放置时刻的延伸而疾速添加，表现为适用期短(约为2～4小时)；并且在适用期范围内系统流变功用也不安稳。
Ⅱ型水性环氧树脂系统。
由高分子量的固体环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成[18]。
环氧树脂是亲油性分子，其亲水亲油平衡值(HLB)小于3，要得到安稳的水性环氧树脂乳液，应在其分子中引进具有表面活性效果的亲水链段，如聚氧乙烯聚氧丙烯链段，一起在引进这种链段后交联构成的网链分子量有所提高、交联密度降低，所以对涂膜有必定的增韧效果。
实际上运用的大多数高分子量固体环氧树脂乳液都是以低分子量的液体环氧树脂为质料，选用含聚氧乙烯聚氧丙烯链段的环氧丙基醚经过双酚A扩链和低分子量环氧树脂反响，将聚氧乙烯聚氧丙烯链段引进到环氧树脂分子链中，该产品用水和乙二醇醚类稀释就可得到安稳的水性环氧树脂乳液。
据中国环氧树脂行业协会教授介绍，因为Ⅱ型水性环氧树脂系统中的环氧树脂已预先配成乳液，不需求水性环氧固化剂再对环氧树脂进行乳化，因而只需具有交联剂的功用。
水性环氧树脂涂料ppt课件
原料：催化剂，三苯基膦、BF3络合物、四氟化硼酸溶液 和SnCl4等。
26
环氧基团/聚乙二醇羟基的摩尔比
Δ /OH摩尔比为1:1 --生成一端羟基，而另一 端为环氧基 Δ /OH摩尔比为1:2 --两端皆为羟基，亲水性 太强，亲油性太弱 Δ /OH摩尔比为2:1--乳化剂两端皆为环氧基， 亲油性太强而亲水性过弱
③用醛类进行封端如甲醛、丁醛、苯甲醛
HCHO
NH2
迈克尔加成 R
H
CH
N
R （H）
H
CH2NHR
④用环氧树脂-胺加成物
CH2O ( R ) OCH2
H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2 过量
H2NCH2CH2NHCH2NHCH2CHCH2O ( R ) OCH2CHCH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2
60水性环氧涂料面临的挑战普通溶剂型环氧聚酰胺高固体份环氧涂料和无溶剂型环氧涂料新型水性环氧涂料体系520表干时间少于90分钟61水性环氧树脂涂料的成膜62室温固化水性环氧涂料的成膜过程示意图63环氧乳液固化过程扩散控制过程水为连续相树脂乳液为分散相水份在适宜条件下短时间内挥发后乳液粒子开始接触形成一个紧密堆积球剩余的水和大多数溶解在水中的固化剂填补在缝隙中第一阶段聚结开始时乳液液滴变成一个六边形当密排堆积或六面体状态形成后固化剂分子渗透进乳液开始和环氧树脂反应这时残余的水和助溶剂开始从涂膜里渗透出来并开始挥发在水性环氧树脂涂料成膜时若水性环氧树脂聚结不完全将导致涂膜的不完整常常在施工前后若固化剂早已经渗透进入乳液内部乳液内部的分子的分子量随着反应的进行逐渐增加粘度和固化物的玻璃化温度tg也增加因此液滴开始硬化变得不容易聚结
水性环氧树脂涂料的应用
汇报人：文小库 2023-12-17
目录
• 水性环氧树脂涂料概述 • 水性环氧树脂涂料的性能特点 • 水性环氧树脂涂料的应用领域 • 水性环氧树脂涂料的生产工艺
与技术要求
目录
• 水性环氧树脂涂料的施工方法 与注意事项
• 水性环氧树脂涂料的市场前景 与发展趋势
01
水性环氧树脂涂料概述
• 智能化和数字化趋势：随着科技的发展和应用，智能化和数字化将成为水性环 氧树脂涂料行业的重要发展趋势。企业将加强信息化和智能化建设，提高生产 效率和产品质量，满足市场需求。
THANKS
谢谢您的观看
竞争格局与发展趋势预测
• 竞争格局：水性环氧树脂涂料市场上存在众多品牌和产品，竞争激烈。主要竞 争者包括国内大型涂料企业和国外知名品牌。
• 技术创新：为了满足市场需求和提高产品竞争力，水性环氧树脂涂料企业不断 加大技术研发和创新投入，推动产品升级和换代。
• 绿色环保趋势：随着环保政策的加强和消费者对环保产品的需求增加，水性环 氧树脂涂料作为一种环保型涂料，未来将得到更广泛的应用。同时，企业也将 加强环保技术的研发和应用，推动涂料行业的绿色发展。
随着环保意识的增强和涂料行业的绿色发展，水 性环氧树脂涂料作为一种环保、高性能的涂料， 市场需求不断增长。
行业应用广泛
水性环氧树脂涂料具有优异的耐候性、耐腐蚀性 、耐磨性等特点，广泛应用于建筑、桥梁、船舶 、汽车、电子等领域。
市场需求多元化
不同领域对水性环氧树脂涂料的性能要求不同， 因此市场需求呈现多元化趋势，推动水性环氧树 脂涂料不断创新和发展。
02
水性环氧树脂涂料的性能特点
物理性能
01
02
03
水性环氧树脂分类、特点及制备方法
水性环氧树脂基础知识环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。
水性环氧树脂是指环氧树脂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。
什么是环氧树脂环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。
由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。
环氧树脂的分类环氧树脂根据分子结构类型可分为一下几类：1、缩水甘油醚类环氧树脂2、缩水甘油酯类环氧树脂3、缩水甘油胺类环氧树脂4、线型脂肪族类环氧树脂5、脂环族类环氧树脂其中，缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。
它是目前应用最广、用量最大的种类，其中二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A型环氧树脂）应用最多。
其次是缩水甘油胺类环氧树脂。
环氧树脂的特点环氧树脂（以双酚A型为例）有很多优点：1、力学性能高环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密。
固化后的环氧体系具有优良的力学性能。
2、附着力强环氧树脂分子链中含有的极性羟基和醚键的存在，使其固化物对金属、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等各种物质具有很高的粘附力。
环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。
3、耐化学品性优良在固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀。
在海水、石油、煤油、10%H2S O4、10%H C l、10%H A c、10%N H3、10%H3P O4和30%N a2C O3中可以用两年；而在50%H2S O4和10%H N O3常温浸泡半年；10%N a O H（100℃）浸泡一个月，性能保持不变。
4、固化收缩率低固化收缩率一般为1％～2％。
是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一。
5、工艺品性好环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。
能与各种固化剂搭配，制品尺寸稳定、耐性良好和吸水率低。
6、电绝缘性优良环氧树脂的击穿电压可大于35k v/m m，是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。
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。
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Dry film thickness(μm) Cross-cut test (100/100) DuPont impact Pencil hardness Solvent resistance Water resistance
Degree of blistering
REF.
Conventional waterbased modified epoxy
BCS: Butyl cellosolve IPA: Isopropyl alcohol DMEA: 2-(Dimethylamino)ethanol
5
COPYRIGHT © DIC CORPORATION ALL RIGHTS RESERVED.
Test results (1-component system, clear)
Coating condition Substrate : Cold-rolled steel (SPCC-SD) Coating method : Bar coater Curing condition : 23C20min+140C20min
Remarks 1mm 1kg×50cm MEK rub test Load=500g Dipping test 40C 7days 300hrs
Type
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10
Recommended formulation for 2-component system
Formulation: Modified epoxy/melamine resin/catalyst =90/10/0.3 (solid/solid/soln.) NV(%) EPICLON H-502-42W WATERSOL S-695
6
Salt spray test (300h)
Reference H-502-42W
Water-based Solvent-based
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7
Effects of drying conditions
H-502-42W
BYK Dupont San Nopco DIC
3.0 Dispersant 60.0 Titanium dioxide 0.3 Defoamer 20.0 142.9 NV 42.0% 226.2
Total
PWC : 50%
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9
Test results (1-component system, enamel)
H-502-42W
Dry film thickness(μm) Cross-cut test (100/100) DuPont impact Pencil hardness Solvent resistance Water resistance Degree of blistering Salt spray test Degree of blistering Peeling test(width)
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4
Usages
OH O OH O O O n OH O OH O O O n OH OH
Anticorrosion coatings Ave. particle size Marine coatings 0.1～0.3μ General coatings
■ Product name EPICLON EM-101-56 (New Product launched in China, in Oct. 2016) & LUCKAMIDE EXC1270 (pilot scale) ■ 2K Coatings (air drying) ■ Usages：Anticorrosion coatings（Bridge, Tunk, Pipe, Container etc.）
Coating condition(Clear coating) Substrate : Cold-rolled steel (SPCC-SD) Coating method : Bar coater
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Drying condition 23C20min+ 140C20min 23C20min+ 100C20min 23C20min+ 60C20min+ 23C1week 23C1week
Remarks
Dry film thickness(μm) Cross-cut test (100/100) DuPont impact Pencil hardness Solvent resistance Water resistance
Material
Supplier
Weight
Remarks
Disperse 1~4 + 50g of glass beads with sand-mill for 30 min., then add 5 and stir for 5 min..
1 2 3 4 5
Disperbyk 190 Ti-pure R-706 SN-Defoamer 777 Deionized water H-502-42W
Modified epoxy resin (No epoxy group is left)
Top features
High anticorrosion performance Good pigment dipersibility Good storage stability
Typical properties
■ Product name: EPICLON H-502-42W (New Product launched in China, in May 2016) ■ 1K coatings (forced drying) ■ Usages：Anticorrosion coatings, Metal primer coatings
Degree of blistering
30 100 Pass 2H
10 times Good 10 Good 10 2 mm
30 100 Pass H
10 times Good 10 Good 10 3 mm
30 100 Pass H
10 times Good 10 Good 10 3 mm
30 100 Pass H
Solvent-based modified epoxy Solvent-based methylated melamine 42.0 66.0 45.0 60.0 -
H-502-42W
214.3 (solid 90.0) 15.2 (solid 10.0) ― ― 0.3 If necessary
30 100 300g×50cm H 10 times Good 10 Good 10 3 mm
Degree of blistering Size: 2 > 4 > 6 > 8 > 10(none) Frequency: Dense(D) > Medium dense(MD) > Medium(M) > Few(F)
■ Top features：Anticorrosion performance
COPYRIGHT © DIC CORPORATION ALL RIGHTS RESERVED. 3
Manufacturing location
■ Japan： DIC Kitanihon polymer in Miyagi, WB Epoxy ■ Chiba Plat, Epoxy & Hardener ■ China：DIC Zhangjiagang Chemicals, WB Epoxy
10 times Poor 10, blushing Poor 10, blushing 4 mm
1mm×1mm 1kg×50cm MEK rub test Load=500g Dipping test 40C 7days 300hrs
Salt spray Байду номын сангаасest
Degree of blistering Peeling test(width)
Appearance Viscosity(25℃) Non-Volatile content Solvent
Milky liquid 4500 mPas 41.0% Resin/Water/BCS/ IPA/DMEA =41/41/17/<1/<1
Registration
ENCS(Japan) Listed IECSC(China) Simplified Notification
■ Top features：High anticorrosion performance, Good adhesion for metals
COPYRIGHT © DIC CORPORATION ALL RIGHTS RESERVED.
2
EPICLON 2K Waterborne epoxy resin & Amine Hardener
REF.
Solvent-based modified epoxy
Remarks
30 100 Pass 2H 10 times Good 10 Good 10 2mm
30 100 Pass H 10 times Poor