水性环氧乳化剂的研制_曾庆煜
季铵盐型水性环氧树脂乳化剂的制备及特性研究【】
1 5 7 固化膜附着力 按 GB/ T 9286 1998 测定法测定。
1 5 8 固化膜耐酸、耐碱性 按 GB 1793 79 测定法测定。
2 结果与讨论 2 1 红外光谱分析
图 1 中曲线 1 代表环氧 E- 44 树脂红外光谱 曲线, 曲线 2 为二乙醇胺与环氧 E- 44 树脂反应产 物的红外光谱曲线。可以看出: 曲线 2 除了与曲 线 1 相同特征吸收外, 在 910 cm- 1处环氧基团特 征吸收明显减弱, 在 1 080 cm- 1处叔胺基团特征 吸收 明 显。 醇 类 O H 键 的 伸 缩 振 动 峰 应 在 3 650~ 3 590 cm- 1处, 但由于二乙醇胺与环氧基 团开环生成的多羟基树脂分子之间的氢键缔合原 因, 此峰向低波数位移, 故在 3 422 cm- 1处有个较 宽峰。这些都证明了二乙醇胺与环氧基团发生开 环加成反应所得产物为预先设计目标产物。
取环氧树脂 E- 44 和研制的水性环氧树脂分 别加入一定量自制的水性环氧固化剂固化, 然后 用 TGA/ SDTA851e 型热分析仪测定。 1 5 5 水性环氧树脂稳定性的测定
将一定量的乳液装入离心机配套试管中, 以 1 000 r/ min 速度离心 30 min, 观察乳液是否分层, 破乳。
水性环氧树脂是由环氧树脂经特殊工艺制成 的以水为连续相的稳定分散体系, 不仅具有一般 溶剂型环氧树脂的优异 性能[ 1, 2] , 且 不含有机溶 剂或挥发性有机化合物含量较低, 价格低廉。在 生产使用和储运过程中, 能很好地满足当前人们 对环境保护及安全生产的迫切要求[ 3, 4] 。水性环 氧树脂体系可在室温和潮湿的环境中固化, 有合 理的固化时间, 并保证有很高的交联密度, 广泛应 用于高度清洁工业场所、室内涂装、高抗渗性防水 涂层、木质家具、地板及金属材料的防腐涂料等领 域。因而对水性环氧 树脂的制备及 应用性能研 究, 一直成为人们关注的课题, 相应的报道不断出 现。但研究方法和内容各有差异, 其中以相反转 乳化法研究较多, 只是采用的乳化剂不同[ 5, 6] , 我 们以二乙醇胺、环氧 E- 44 树脂等为原料制备了叔 胺中间体, 经季胺化后制得一种水性环氧树脂乳 化剂, 利用相反转技术制备水性环氧树脂 E-44 乳 液并对其固化性能进行研究。反应原理如下。
水性环氧乳液的制备及起泡性能研究
在 ２ Ｌ的环 氧乳 液 中 ， 入 不 同量 的起 泡 ０ｍ 加 剂 Ａ Ｓ 高速搅 拌 ３ｍｎ 使之起 泡 ， Ｏ ， ｉ， 用泡 沫析 液半 衰期 法对 泡 沫 的起 泡 体 积 及 稳 定 性 进 行 静 态 评
价， 果 见 表 ４ 结 。起 泡 剂 用 量 （ 量 分 数 ） 质 为
３８
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细
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油
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进
展
ＮＣＥＳ Ｉ ＦＩ Ｎ ＮＥ ＥＴＲＯＣＨ ＥＭ Ｉ ＡＬＳ Ｐ Ｃ
第 ｌ 一 １期 ３卷第
水 性环 氧 乳 液 的制 备 及 起 泡 性 能研 究
李 宏 ， 宋 奇 ， 李超群 ，闫国锋
（ 中国石油大学 （ 东 ） 华 石油工程学 院 ， 岛 ２ ６５ ） 青 ６ ５ ５ ［ 摘 要 ］ 环 氧树 脂 Ｅ一 ４与 聚乙二醇在催 化剂作用下发生 聚合 反应 ， ４ 合成 了一种 水性 环氧
树脂乳化剂 ， 并通过相反转 法制 得了稳定的水性 环氧乳 液 。当乳 化剂 质量分数 为 １％ ， ５ 乳化 温度 为 ５ ｃ时 ， ０ｏ 环氧乳液有 良好 的稳 定性 。当环氧乳液含量 为 ５ ％ ， ０ 加入 ０４ 的起 泡剂 Ａ Ｓ和 ３ ．％ Ｏ ％
稳 泡 剂 ， 液 的起 泡 性 能最 佳 ， ９ 乳 在 ０℃ 时 泡 沫 半 衰期 大 于 ４ ｉ。 ０ｍｎ
定性 进行 静态 评价 ， 验结 果见 表 ３ 实 。
由表 １可 知 ， ５ 。 下 制 得 的乳 液 粒 径 较 在 ０【 ＝ 小 ， 比较 稳定 。其 原 因可 能有 两方 面 ： 且 一是乳 化
表 ３ 不 同起泡 剂对 乳液起 泡 性能 的影 响
剂在 某一 温 度时 能 发 挥 出 最佳 乳 化 效 果 ， 随着 温 度升 高 ， 化 剂 的 亲水 性 降 低 ， 化效 率 下 降 ； 乳 乳 二 是分 散相 粒 子获 得的 动能增 加 ， 热运 动加 剧 ， 在乳 化过 程 中乳胶 粒相 互 碰撞 ， 聚结 的几 率增 大 ， 使乳 液稳 定性 下 降 。另 外 ， 高 的温 度也 会 引起 乳 胶 过
二乙醇胺改性水性环氧树脂乳液的制备及其性能研究
二乙醇胺改性水性环氧树脂乳液的制备及其性能研究以二乙醇胺（DEOA）、环氧树脂E-51为主要原料，合成了DEOA化学改性的自乳化水性环氧树脂乳液，并与水性环氧树脂固化剂按一定比例配制成涂膜。
采用红外光谱对改性环氧树脂结构进行表征，通过纳米粒度分析仪和透射电镜（TEM）研究了环氧树脂乳液的粒径和形貌，同时研究了反应温度对环氧基转化率的影响，DEOA加入量对乳液稳定性、粒径的影响。
结果表明，随着DEOA 用量的增加，环氧树脂乳液的稳定性提高，粒径减小且分布变窄。
当n（DEOA）：n（环氧基）=0.35：1时，乳液粒径约30～60 nm，制备的涂膜铅笔硬度为3H，柔韧性为1 mm，附着力为1级，耐冲击性为50 kg/cm。
标签：水性环氧树脂；二乙醇胺；化学改性；涂膜性能环氧树脂具有良好的耐腐蚀性能、粘接性能、力学性能及电绝缘性能，被广泛应用于建筑、交通、电子、机械等领域[1，2]。
传统的溶剂型环氧树脂，在使用时需要加入有机溶剂进行稀释，而这些有机溶剂大都具有挥发性，会污染环境，危害人体健康，因此开发低VOC的水性环氧树脂至关重要[3]。
水性环氧树脂保持了溶剂型环氧树脂的优点，而且具有合理的固化时间和很高的交联度，黏度的调节范围也很大，操作性能大大改善，并且可以与其他水性聚合物体系混合使用等优点。
目前，环氧树脂水性化有以下3种方法[4]：机械法、相反转法和化学改性法。
机械法又称为直接乳化法，直接乳化法的优点是成本低廉、制备工艺简单，不足之处是制备的水性环氧树脂的粒径尺寸较大（>10 μm）[5]，体系的稳定性较差。
相反转法是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，几乎可以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，其分散相的平均粒径一般为1～2 μm[6，7]。
自乳化法即为化学改性法，是在环氧树脂分子链上引入亲水基团，制得的环氧树脂具有亲水亲油性能，乳液具有更好的稳定性[8]，比相反转法制备的乳液粒径更小（约为几十到几百纳米），分布更窄[9，10]。
水性环氧乳液的制备与性能
第39卷第5期2019年10月投稿网址：http ：//辽宁石油化工大学学报JOURNAL OF LIAONING SHIHUA UNIVERSITYVol.39No.5Oct.2019水性环氧乳液的制备与性能海春杰，宋雨方，李兰，林娜，张洪吉，东为富（江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡214122）摘要：采用丁二酸酐对聚乙二醇单甲醚(mPEG)进行改性，得到羧酸型mPEG⁃COOH ，将mPEG⁃COOH 与环氧树脂反应，得到水性环氧树脂乳化剂。
环氧树脂乳化剂与环氧树脂混合，通过相反转技术，得到稳定的水性环氧树脂乳液。
采用红外光谱、高效液相色谱、粒度分析仪等对该乳化剂的结构及环氧树脂乳液的稳定性、粒径分布等进行表征。
研究了乳化剂合成时甲氧基聚乙二醇相对分子质量、环氧树脂相对分子质量、乳化剂浓度等对乳液稳定性的影响。
结果表明，成功制备出了水性环氧乳化剂及水性环氧乳液。
水性环氧乳液的粒径分布在0.8~1.5μm ，且乳液稳定性良好。
该水性环氧树脂乳液与胺类固化剂室温固化后，所得涂膜具有较好的耐水、耐污性能，其吸水率和耐水失重率分别为0.35%和0.25%。
关键词：乳化剂；水性环氧；相反转；耐水性中图分类号：TQ317文献标志码：Adoi ：10.3969/j.issn.1672⁃6952.2019.05.002Preparation and Properties of Waterborne Epoxy EmulsionHai Chunjie ，Song Yufang ，Li Lan ，Lin Na ，Zhang Hongji ，Dong Weifu（College of Chemistry and Materials Engineering ，Jiangnan University ，Wuxi Jiangsu 214122，China ）Abstract :Methoxypolyethylene glycols (mPEG)was first modified with succinic anhydride to obtain carboxylic acidterminated mPEG(mPEG⁃COOH).Epoxy resin emulsifier was fabricated by mixing the mPEG⁃COOH with epoxy resin,and the stable aqueous epoxy resin emulsion was obtained by phase inversion technique.The emulsifier structure,particle size distribution and the emulsion stability were characterized by infrared spectroscopy,high performance liquid chromatography and particle size analyzer.The effects of the molecular weight of mPEG,the type of epoxy resin and the emulsifier concentration on emulsion stability were carefully studied.The results showed that aqueous epoxy emulsifier and waterborne epoxy emulsion were successfully prepared.The aqueous epoxy emulsion has a particle size distribution of 0.8~1.5μm and good emulsion stability.The obtained cured films by reacting the emulsion and amine curing agent at room temperature showed good water resistance and pollution resistance.Its water absorption rate and water loss weight loss rate were 0.35%and 0.25%,respectively.Keywords :Emulsifier ；Waterborne epoxy emulsion ；Phase inversion ；Water resistance环氧树脂作为三大通用型热固性树脂材料之一，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[1⁃3]。
非离子型自乳化水性环氧树脂乳液的研制
ｍｕ ｓ ｙｎ ｔ ｏ ｓ ｂ ｔ ｒｔ ａ ｈ ｔ ｙ ｐ ａ ｅ ｉ ｖ ｒｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ Ａｎ ｈ ｎ ｔ ｅ ｍａ ｓ ｒｔ ｆｐ ｌｅ ｈ ｌｎ ｌ ｆ ｉｇ ｍｅ ｈ ｄ ｗａ ｅ ｔ ｈ ｎ ｔ ａ ｈ ｓ ｎ ｅ ｓｏ ｔ ｏ ． ｄ ｗ ｅ ｈ ｓ ａｉ ｏ ｏ ｙ ｔ ｙｅ ｅ ｉ ｅ ｂ ｏ
Ｓ ｕ ｎ Ｎｏ ｉ ｎ ｃ Ｓ ｌ — ｍ ｕ ｓｆ ｉ ａ ｅ ｂｏ ｎ ｏ ｙ Ｅｍ ｕｌｉ ｎ ｔ ｄｙ ｏ ｎ ｏ ｉ ｅ ｆ— ｅ ｌｉｙ ｎｇ Ｗ ｔ ｒ ｒ ｅ Ｅｐ ｘ ｓｏ
Ｈｕｎ ａ， ｉ ｇＬａ ｇ Ｌ ａ ，Ｍｉ Ｓ ａ ｉ ， ｉ ｇＣ ｅ ａｇＫ ｉＬａ ｉ ， ｉ ｎ ｎ ｎ Ｄ ｎ ｈ￣ｎ Ｊ ｎ ｈｎ ａ
附 着 为 ０级 ， 有 良好 的耐 水 性 。 并 关键词 ： 性环氧乳液 ； 氧专用乳化剂 ； 水 环 自乳 化 法 ； 液 稳 定 性 ； 水 性 乳 耐
中图分类号 ：Ｑ ６０ ４ Ｔ ３ ．
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：２ ３— ３２ ２ １ ）９— ０ ３— ５ ０ ５ ４ １ （０ ０ ０ ０ ５ ０
水性环氧树脂乳液优 劣 ， 结果表 明 ： 自乳化法制备 的环氧乳液的稳定性较相反转法优 ， 当选用 ｎ 聚 乙二 醇４ ０ ） ｎ 环 （ ００ ： （ 氧树脂 Ｅ一５ ） ： 时 ， １ ＝１ ｌ 所制得水性环 氧乳液粒径小于 ０ ５Ｉ 稳 定性 高 ， 温下 ６个 月不分层 ； ． ， Ｊ ｍ， 室 漆膜 的硬度可 达 ２ Ｈ、
摘 要： 采用化学 改性 法研 制了一种性能优异 的非 离子 型水 分散 性环 氧树脂 乳液 。讨论 了合成乳 化剂时 不 同相
对 分 子 质 量 的 聚 乙二 醇 、 氧 树 脂 Ｅ一 ｌ 聚 乙二 醇 的 物 质 的 量 的 比 、 化 剂 添 加 量 、 化 剂 添 加 量 、 应 温 度 、 应 环 ５ 与 乳 催 反 反 时 间对 反 应 过 程 和乳 液 性 能 影 响 ， 时 比较 了 用 相 反 转 法 制 备 水 性 环 氧 乳 液 与 本 研 究 所 采 用 的 高 温 自乳 化 法 制 备 的 同