水性环氧树脂研究
硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂及其性能研究
硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂及其性能研究严瑾;邵水源;昝丽娜;庞青涛;朱睿颖;何婷【摘要】用甲基丙烯酸改性环氧E-44合成水性环氧树脂,再以物理共混方式用自制硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂.采用红外光谱对树脂结构进行表征;用改性树脂制备固化涂层,考察了涂层固化后的基本性能;并利用热重分析和差示扫描量热法分析了固化膜的热稳定性和玻璃化转变温度.结果表明:硅氧烷低聚物对改性水性环氧树脂的附着力、吸水率、耐化学介质性能影响不大;加入硅氧烷低聚物后涂膜的铅笔硬度从3H提升至4H;随着硅氧烷低聚物含量的增加,达到最大热失质量速率时的温度从364.5℃提升至433.0℃,涂膜的热稳定性提高.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2015(045)006【总页数】6页(P17-21,26)【关键词】聚硅氧烷;改性;水性环氧;亲水性【作者】严瑾;邵水源;昝丽娜;庞青涛;朱睿颖;何婷【作者单位】西安科技大学化学与化工学院,西安710054;西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054;西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054;西安万德能源化学股份有限公司,西安710065;西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054;西安科技大学材料科学与工程学院,西安710054【正文语种】中文【中图分类】TQ637.81水性环氧树脂涂料不仅保持了溶剂型环氧树脂涂料的优点，具有优良的物理化学性能，还具有其自身的优势：可在室温和潮湿条件下固化，固化较快，交联密度高［1］，被广泛应用于防腐涂料［2］、工业地坪涂料［3］、建筑涂料［4］、石质文物保护［5］等领域。
但环氧树脂存在的韧性差、表面能高、高温易降解、憎水性不足等缺点，影响了制品的性能。
聚硅氧烷具有良好的介电性能、低温柔韧性、低表面能、高透氧性、耐热性、耐候性等优点，用聚硅氧烷改性环氧树脂，可赋予环氧制品一些独特的性能，被认为是有效改性环氧树脂的途径之一［6－11］。
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。
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的研究
要： 采用环氧树脂 Ｅ一 ４交联对 水性 Ｐ ４ Ｕ胶 粘剂进行 改性 ， 并经红外光谱测 定其结构 。文 中采 用正交试验
方法探 索环氧树 脂含 量、 异氰 酸根与 羟基 摩 尔比、 乙醇 浓度等 因素 对改性 Ｐ ｕ胶 粘 剂性 能 的影 响 ， 果表 明组合 结
度， 耐冲击性 、 耐超低 温性 、 耐油性和耐磨性好等优点 ， 故应用面越来越广 。但 目前使用 较多 的仍是溶剂 型聚氨 酯胶粘剂 ， 随着人们对 环保越来越关注 ， 降低挥发性有机 化合物 （ Ｏ ） Ｖ Ｃ 的呼声越来越 高 ， 水性 聚氨酯胶粘剂代 替 溶剂型聚氨酯胶粘剂成为必然趋势 。但是单纯的水性 聚氨酯乳液在一些性能上还 不尽人意 ， 如耐 高温性 能不佳 、
１ 实 验部分
１ １ 实验 原料 ．
聚乙二醇 ２０ （ Ｅ ２０ ）化学纯 ， ００ Ｐ Ｇ００ ， 广东汕头 市西龙化工 厂 ； 甲苯二异 氰酸 酯 （ Ｄ ） 工业 品 ， Ｔ Ｉ， 天津市 大阳工 贸有限公 司； ， 二 羟甲基丙酸 （ ＭＰ ， 析纯 ， ２ ２一 Ｄ Ａ）分 上海科林 化学试 剂研究所 ； 丙酮 （ Ｐ ， 析纯 ， ｃ ）分 天津市 百世化 工有限公 司； 乙二胺 （ Ｄ ） 分析纯 ， ＥＡ ， 天津市瑞金特化学 品有 限公 司； 乙胺（ Ｅ ） 分析纯 ， 三 ＴＡ ， 天津市瑞 金特化学 品 有限公 司 ； 正二丁胺 ， 分析纯 ， 天津市科密欧化学试剂有 限公 司； 环氧树脂 Ｅ一 ４ 工业 品， ４， 广州市东 风化工实业有 限公 司出品； 三羟 甲基丙烷（ Ｍ ） 分析纯 ， Ｔ Ｐ ， 国药集 团化学试剂 有限公 司； 丁基二月桂 酸锡 （ Ｂ Ｌ ， 二 Ｄ Ｔ ） 分析纯 ， 广
水性环氧树脂专用乳化剂的制备及性能研究
Ｂｒ ＼
，
ｌ
‘
式 （ ） １
０ｃ １ｃ ＨＨ １ ｄ ． ＼
‘ ‘ ＣＨ２ Ｈ ３ Ｃ ＣＨ３
Ｈ
Ｏ Ｈ
料得到 了迅速发展 。水性 环氧树脂乳液 作为水性 涂料 的组分 的制备 主要有两种方 法 ： 加乳化 剂法 和 自乳 化法 。外加 外
乳 化 剂 法 是 指 通 过外 加乳 化 剂 把 环 氧 树 脂 乳 化 成 水 包 油 型 的
Ｓ ｕ ３ Ｏ １ Ｓ ｎｔ ｓｓ ａ ｄ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｆ ｔ ｄ １ ｙ ｈｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｉｓ ｏ
Ｓｐ ｃ ｆｃ Ｅｍ ｕｌｉ ｅ ｏ ａ ｅ ｂｏ ｎｅ Ｅｐｏ ｙ Ｒｅ ｉ ｅｉ ｉ ｓｆ ｒ ｆ ｒ Ｗ ｔ ｒ ｒ ｉ ｘ ｓｎ
ＮｉＷ ｅｌａ ｇ， ｉ ｎ ， ｅ ｌ ｉ ｉｉ ｎ Ｌ ｕ Ｙｕ ｑｉ Ｃｈ ｎ Ｋｅｅ
环氧改性水性醇酸树脂的研究进展
环氧改性水性醇酸树脂的研究进展赵庆玲;王锋;胡剑青;涂伟萍【摘要】Alkyd resin is a resin that has been largely produced and intensively applied in domestic market. Three typical methods of alkyd resin modified with epoxy were reviewed; physical blending modification, solvent epoxy modified alkyd resin and waterborne epoxy modified alkyd resin. Meanwhile, factors affecting the preparation of waterborne alkyd resin modified with epoxy and the film performance were discussed, such as types of epoxy resin, types, amount and oil length of mono fatty acid. Finally the application prospect of epoxy modified waterborne alkyd resin was described.%综述了目前国内产量较大,应用较广的环氧改性醇酸树脂常见的3种方法:物理共混改性、溶剂型环氧改性醇酸、环氧改性水性醇酸.同时介绍了影响环氧改性水性醇酸树脂制备及涂膜性能的多种因素,如环氧树脂的种类、一元脂肪酸种类与含量、油度等.最后对环氧改性水性醇酸树脂的应用前景进行了展望.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2012(042)003【总页数】3页(P78-80)【关键词】水性;环氧改性;醇酸树脂;研究进展【作者】赵庆玲;王锋;胡剑青;涂伟萍【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广州510640【正文语种】中文【中图分类】TQ323.4+3溶剂型醇酸树脂由于具有较好的快干性、耐水性、耐黄变和耐候性，可广泛用于汽车、家电、普通金属、家具等涂料制备中，是涂料用合成树脂中用量最大、用途最广的品种之一。
常温自交联型水性环氧树脂纳米乳液的研究进展
常温自交联型水性环氧树脂纳米乳液的研究进展袁腾;周闯;周健;黄家健;涂伟萍;杨卓鸿【摘要】详细介绍了常温自交联型水性环氧树脂纳米乳液的研究进展.首先介绍了环氧树脂水性化的途径及各自的特点,主要包括直接乳化法、相反转乳化法、自乳化法和固化剂乳化法等.介绍了常温自干型水性环氧树脂乳液的实现途径,主要包括羰基与酰肼基团室温自交联、硅氧烷室温自交联、不饱和脂肪酸双键室温自氧化交联、异氰酸酯基团室温自交联、基于Michael加成反应的室温交联、氮丙啶与羧基的室温交联、环状碳酸酯与胺基的室温交联、脂环族环氧基团与羧基的室温交联、金属离子与羧基、磺酸基等螯合作用室温交联、辐射固化型常温自交联、常温多重自交联和包埋固化剂型室温自交联等技术,并详细介绍了其机理.最后,指出了常温自交联型水性环氧树脂乳液目前存在的问题,并对其未来的发展方向进行了展望.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2016(047)003【总页数】5页(P3011-3015)【关键词】单组份;常温自交联;水性环氧树脂;纳米粒子;乳液;稳定性【作者】袁腾;周闯;周健;黄家健;涂伟萍;杨卓鸿【作者单位】华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南农业大学材料与能源学院,广州510642【正文语种】中文【中图分类】TQ631环氧树脂因其优良的机械物理性能、粘结性能和工艺性能等，已被广泛应用于各个领域，尤其是防腐涂料领域[1]。
但目前使用的环氧树脂多为溶剂型，在生产施工过程中挥发大量溶剂，对人类健康造成严重威胁。
近年来，随着人们环保意识的增强，环境友好型涂料越来越受到重视，其中水性涂料发展速度最快，也是最成熟的，所以具有环境友好特性的水性环氧树脂体系成为备受关注的研究方向之一[2]。
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 。
水性环氧树脂的研究进展
维普资讯
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如果剩下的可以翻页到3页以上红色的可以不翻译
字号 4号 times new roman
水性环氧树脂研究
曲俊
（材料学10 学号：21101711025）
问题：环氧树脂是油漆的主要成分，传统的环氧树脂不溶于水，只能用有机溶剂
分散，在使用过程中有机溶剂的挥发对环境有污染，对人体有危害。
解决方案：通过化学方法对其进行改性，使其可以溶于水，使用过程中可以用水
作溶剂，水的挥发没有毒性，可以减少环境污染。
0 摘要：
本文主要介绍了水性环氧树脂涂料的性能特点和发展过程，总结了现阶段水性
环氧树脂涂料的研究现状，利用化学改性法过自由基引发接枝反应，将极性基
团引入环氧树脂分子骨架中，这些亲水性基团或者具有表面活性作用的链段能
帮助环氧树脂在水中分散，论证了环氧树脂溶于水的可能性，并对讨论了反应
时间和反应温度对转化率的影响，确定了最佳的反应时间和反应温度。，
关键词：水性环氧树脂；制备方法；改性；亲水基团
1 引言
环氧树脂具有优异的热稳定性、耐化学品性、绝缘性，且附着力好、耐磨性
好、硬度高，广泛地用于涂料、粘合剂及复合材料等工业领域。传统型环氧树脂
在实际应用过程中需要加入有机溶剂稀释，这些有机溶剂价格较贵，具有挥发性，
难以满足人们对环境和安全生产的要求 。从20世纪60年代起不含挥发性有机化
合物或不含有害空气污染物的水性化环氧树脂体系受到人们广泛的关注，成为研
究热点，相关报道不断出现。通常两种途径可以制备水性环氧树脂体系，通过外
加乳化剂，乳化环氧树脂制得水性环氧树脂乳液；以及通过化学改性将亲水基团
引入到环氧树脂分子链上。前者制得粒子尺寸较大为微米级，后者能制得纳米级
粒子 。从稳定性和水可分散性来说后者更具有实际意义。
环氧树脂是指分子结构中含有2个或2个以上环氧基并在适当的化学试剂存
在下能形成三维网状固化物的化合物的总称，是一类重要的热固性树脂。环氧树
脂既包括环氧基的低聚物，也包括含环氧基的低分子化合物。环氧树脂作为胶粘
剂、涂料和复合材料等的树脂基体，广泛应用于水利、交通、机械、电子、家电、
汽车及航空航天等领域。
水性环氧树脂不仅在一定程度上具备了上述环氧树脂在使用过程中的优点
与传统环氧树脂相比，它还有以下优点：
（1）安全性。水性环氧树脂可以用水作为溶剂，不含有机溶剂。在生产和
施工过程中，不会发生溶剂中毒和燃烧爆炸等事故。
（2）经济性。水性环氧树脂以廉价的水代替有机溶剂，节约了费用，降低
了资源的浪费，保护了环境。
（3）湿面施工性。对底材的干燥程度要求不高，能在潮湿的底材表面进行
涂装。
随着人们对环境保护要求的日益严格，国外从20世纪70年代已开始着手
对环氧树脂进行水性化的研究，水性环氧从早期的外加乳化剂到现在的环氧自乳
化或水可分散体系的开发，克服了外加乳化剂水性环氧树脂的缺点，延长了水性
环氧体系的适用期，改善了体系的耐水性等，使性能更接近于溶剂型环氧。
4 水性环氧树脂的制备方法和结果（检索）
要制备稳定的水性环氧树脂乳液，必须设法在其分子链中引入强亲水链段或
者在体系中加入亲水亲油组分。根据制备方法的不同，环氧树脂水性化有机械法、
化学改性法和相反转法三种方法
本文主要利用化学改性法：又称自乳化法，是目前水性环氧树脂的主要制备
方法。化学改性法是通过自由基引发接枝反应，将极性基团引入环氧树脂分子骨
架中，这些亲水性基团或者具有表面活性作用的链段能帮助环氧树脂在水中分
散。由于化学改性法是将亲水性的基团通过共价键直接引入到环氧树脂的分子
中，因此制得的乳液稳定，粒子尺寸小，多为纳米级。
将一定量的环氧树脂，乙二醇和正丁醇混合溶剂加入到四口烧瓶中，加热并
搅拌升温到l00℃左右，在2 h内以一定速度用恒压滴液漏斗滴加甲基丙烯酸和过
氧化苯甲酰的混合溶液，同时升温到120℃ 左右，保温反应3 h，然后降温到
85℃ ，加入蒸馏水，中和成盐并高速搅拌，在5O℃保温反应1 h即得环氧丙烯酸
树脂水乳液。
图1反应温度对环氧基转化率的影响
图2反应时间对转化率的影响
讨论：
1．
反应温度对环氧基转化率的影响
在环氧树脂的水性化反应中，在一定时间内，随着反应温度的升高，环氧基转化
率明显提高。因为升高温度，体系的粘度降低，有利于分子的接触和碰撞，增大
了有效碰撞的几率，从而使反应速度加快。但由于在反应过程中，二乙醇胺中的
仲胺基与环氧基发生开环加成反应而生成叔胺结构，它具有促进环氧树脂交联固
化的作用，因而温度过高时，特别是当温度高于90℃时，容易发生凝胶现象；温
度较低时，体系粘度又会增大，各组分难以充分接触，反应速度缓慢。故水性化
温度在80℃较为适宜。
2 反应时间对环氧基转化率的影响
随着反应时间的延长，体系中环氧基的转化率逐渐增大，在80℃ 反应100min，
转化率已经能达到较大的值，二乙醇胺与环氧树脂的开环加成反应可以进行得比
较完全。
结论：经实验证明环氧树脂可以通过化学改性溶于水，反应的最佳反应条件
是反应温度为80℃和反应时间为反应100min是环氧树脂的转化率最高。经本实验
制备的环氧树脂在同作油漆时可以用水溶解，在使用过程中水的挥发对环境无污
染，可以很好的保护环境和人的身体健康。