水性环氧树脂涂料及其固化机理的研究_范亚平
环氧树脂的水性化技术与分析研究进展
环氧树脂的水性化技术与研究进展摘要:本文主要对环氧树脂的水性化技术的原理及方法进行了系统的分类及论述；对不同水性化技术方法的特点进行了综述评论。
总结了环氧树脂水性化技术的研究进展及其发展趋势。
关键词:环氧树脂；水性化Abstract:This article focusing on the principles and methods of the technology of waterborne epoxy resin makes a systematic classification and discussion and has summaries and comments of technology and methods of different characteristics of waterborne .It summarizes the research progress of technology of waterborne epoxy resin and its development trend .Keywords: epoxy resins; waterborne0 前言近年来,环境保护日益受到人们的重视, 许多国家相继颁布了控制挥发性有机化合物( VOC)的法规,执行标准愈加严格。
涂料向高固体分和水性化方向发展已成为涂料界的共识, 其中水性涂料由于其高度环保而倍受亲睐。
环氧树脂具有优良的工艺性能、力学性能和物理性能,广泛地应用于胶粘剂、涂料、机械、电子等领域[1]。
常用的环氧树脂大多数为黏稠的液体或固体, 不溶于水, 溶于有机溶剂。
而大多数有机溶剂易挥发、易燃易爆、有毒,随着对环境保护的要求日益迫切和严格,使环氧树脂的应用受到了一定限制。
以水为分散介质的环氧树脂体系,与传统的环氧树脂体系相比,避免了因使用有机溶剂而造成的环境污染和资源浪费,并可在室温和潮湿环境下固化,操作性大大改善。
水性环氧涂料的固化机理及性能
水性环氧涂料的固化机理及性能邹海良;张亚峰;邝健政;刘军;徐宇亮【期刊名称】《高分子材料科学与工程》【年(卷),期】2010(26)12【摘要】采用IR验证非离子型自乳化水性环氧固化剂的结构,并表征其物理性质。
通过TEM观察固化前与固化后乳液颗粒的形貌来阐述非离子型水性环氧涂料的固化机理,并探讨脂肪胺的种类、胺氢与环氧比及固化温度对涂料性能的影响。
结果表明,这种非离子型水性环氧固化剂的固化过程受到水分的挥发速度,颗粒的聚集程度,乳液颗粒的大小、形貌,以及固化剂的扩散速度和固化速度的影响。
并认为最佳脂肪胺是TETA,胺氢与环氧摩尔比为0.8∶1～1.2∶1,含水量为30%～40%,固化温度在30℃～50℃。
【总页数】5页(P84-87)【关键词】非离子型;水性环氧固化剂;固化机理;性能【作者】邹海良;张亚峰;邝健政;刘军;徐宇亮【作者单位】中科院广州化学研究所;广东省化学灌浆工程技术研究开发中心;中国科学院研究生院【正文语种】中文【中图分类】TQ630.1【相关文献】1.以电加热方式制备水性环氧−胺类乳化型固化剂及以其制备的水性环氧乳液的室温固化性能 [J], 姜敏洁;赵兴华;陶慧敏;江琪;罗立新2.新型水性环氧固化剂的合成及其在水性环氧防腐涂料中的应用 [J], 丁武斌;李芳3.脂肪酸改性的水性聚氨酯或水性丙烯酸聚氨酯共聚物·用环氧酯作为铝粉的防蚀剂·非水性涂料用的缔合型增稠剂·耐酸铝粉·谷物仓内壁涂料·丙烯酰胺的光固化齐聚物·不含挥发性有机溶剂涂料问世·汽车罩光面漆用粉末涂料·光催化剂涂料 [J],4.潜伏性环氧固化剂的制备及其水性环氧涂料的性能研究 [J], 周建萍;赵海芳;刘志雷;曾庆煜5.0406157 WEC402水性环氧固化剂在水性环氧地坪涂料中的应用[刊]／万众等，／中国涂料 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水性环氧树脂的制备和固化机理的探讨
基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号50434010);作者简介:马承银(1948-),男,湖南省常德市,副教授,主要从事水性环氧树脂的合成研究工作。
水性环氧树脂的制备和固化机理的探讨马承银,郑文姬,胡慧萍,陈启元,卢翠红(中南大学化学化工学院,长沙 410083) 摘要:探讨了以环氧树脂、甲基丙烯酸和丙烯酸丁酯为原料,由接枝的路线合成水可分散性环氧树脂的制备、乳化及固化成膜一系列的反应机理,对过程进行了分析,并讨论了有关因素对各步反应的影响。
关键词:水性环氧树脂;接枝;乳化;固化机理环氧树脂自1930年由瑞士卡斯坦和美国格林里合成,1947年国外开始了工业化生产以来,以其优异的粘结性、附着性、稳定性、耐化学品性、绝缘性及机械强度等特性,广泛地用于涂料、粘合剂及复合材料等各个领域。
随着资源与能源危机的出现和人们环境与健康意识的不断增强,水性涂料因其具有安全、低VOC (挥发性有机物)等显著特点,自国际上从20世纪70年代研究开发以来,逐渐成为溶剂型涂料替代品之一[1]。
水性环氧树脂涂料的研制也变得非常活跃。
水性环氧树脂涂料的性能可与溶剂型环氧涂料相媲美。
它不但保持了溶剂型环氧树脂涂料的优点,而且具有自身的突出优势。
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,并保证有很高的交联密度,广泛应用于食品罐头、蓄水箱及船舱内壁涂料、高性能的环境适应型地坪涂料以及钢铁和船舶的防腐蚀涂料等。
国外对水性环氧涂料的研究至今为止已经历了四代发展[2],其产品已经系列化。
有多种途径可以将环氧树脂分散于水中,如机械法[3]、化学改性法[4]和相转法[3,5]。
其中化学改性法可以制得自乳化型环氧树脂乳液,不需外加乳化剂,所得乳液的分散相粒子尺寸很小(几十到几百纳米),放置稳定性好,可以根据需求,用不同的改性剂使环氧树脂获得不同的独特性能。
这是其它两种方法无法比拟的优越之处。
化学改性法分为阳离子型、阴离子型和非离子型,阴离子型是文献报道较多的一种。
水性环氧树脂涂料的应用研究文献综述
水性环氧树脂涂料的应用研究文献综述首先，水性环氧树脂涂料在建筑领域的应用研究文献较为丰富。
孙大
志等（2024）研究了水性环氧树脂涂料的性能以及其在建筑涂料中的应用，结果表明水性环氧树脂涂料具有良好的附着力和耐候性，可以满足建筑涂
料的要求。
此外，李博等（2024）通过添加无机材料改性水性环氧树脂涂料，提高了其硬度和耐磨性，使其更适合用于地坪涂料。
这些研究结果表明，水性环氧树脂涂料在建筑领域具有广阔的应用前景。
其次，水性环氧树脂涂料在汽车领域的应用研究也受到了广泛关注。
杨静等（2024）通过调整水性环氧树脂涂料的配方，研究了其在汽车漆中
的应用效果，结果显示水性环氧树脂涂料具有良好的质感和耐刮性，能够
满足汽车涂料的要求。
此外，张明等（2024）利用水性环氧树脂涂料制备
了一种耐腐蚀的汽车底漆，并测试了其耐化学品和耐海水性能。
研究结果
表明水性环氧树脂涂料具有良好的耐化学性能和耐腐蚀性能，适合用于汽
车底漆。
此外，水性环氧树脂涂料在其他领域的应用研究也有不少成果。
张云
等（2024）通过改变水性环氧树脂涂料的固化剂，制备了一种透明的电子
封装材料，具有良好的绝缘性能和可靠的电性能。
孙明等（2024）研究了
水性环氧树脂涂料在家具涂料中的应用，结果显示水性环氧树脂涂料具有
良好的耐热性和耐磨性，适合用于家具涂料。
综上所述，水性环氧树脂涂料在建筑、汽车、电子、家具等领域的应
用研究取得了很多进展。
未来的研究可以进一步探索水性环氧树脂涂料的
配方和改性方法，以提高其性能，并拓宽其应用领域。
环氧树脂灌浆材料作用机理与应用现状
作者简介:潘亚飞(１９９２ － ) ꎬ男ꎬ河南驻马店人ꎬ在读硕士ꎬ主要研究
方向:注浆工程ꎮ
通信作者:杨坪(１９７７ － ) ꎬ男ꎬ四川 泸州人ꎬ博士ꎬ 副教授ꎬ 硕士生导
师ꎬ博士生导师ꎬ主要研究方向:软土工程性质、环境工程、数字化图
像分析、注浆工程ꎮ
基金项目:２０１９ 年上海市住房和城乡建设管理委员会科研项目:早期
图 ３ 环氧基与伯胺反应生成仲胺
环氧基ꎬ与固化剂反应后可形成三维交联网络状固化物的化
合物总成 [１] ꎮ 环氧树脂种类繁多、性能优异ꎬ具有良好的粘
结性、耐腐蚀、电气绝缘、高强度等诸多优点ꎬ被广泛应用于
土木建筑 工 程、 水 利 工 程 防 渗 堵 漏、 补 强 加 固 等 实 际 工 程
中 [２] ꎮ 作为一种新兴化学浆材ꎬ环氧树脂在注浆领域发挥着
民防地下空间安全性提升技术研究( 住建管 ２０１９ － ００１ － ００７)
２０
图 ５ 环氧树脂浇筑体
渗压力与渗透压力等指标与相应测试方法ꎮ 行业规范的发
布使环氧树脂的使用更具规范性、标准性ꎮ
魏涛等 [７] 对环氧树脂灌浆材料的种类进行梳理分析ꎬ并
概括了水利工程中的典型应用情况ꎮ 在三峡工程中ꎬ面临坝
核试剂ꎬ均可与环氧基发生开环反应ꎬ分别生成仲胺与叔胺ꎬ
反应式如图 ３ ~ ４ 所示ꎮ
ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｓｌｕｒｒｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ: ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｂｉｎｄｉｎｇ ｆｏｒｃｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｆｏｒｃｅꎬｈｙｄｒｏｇｅｎ ｂｏｎｄ ａｎｄ ｅ￣
图 １ 双酚 Ａ 型环氧树脂化学结构式
水性环氧涂料
三、水性环氧涂料体系的最新研究进展
由于传统的溶剂型环氧树脂中所含的有机挥发 物(VOC)不仅对环境造成污染，而且对人体危害极 大，许多国家先后颁布了严格的限制VOC排放的法 规，开发具有环保效益的水性环氧体系成为各国 研究的热点。国外从20世纪70年代开始，已不断 有新的技术及商品推出，如Henkel公司的水性环 氧树脂系列WATERPOXY1401、1455等，水性环氧固 化剂WATERPOXY751、755等； Shell公司的 EPIREZ3510-W-60及EPI-REZWD-51等，都具有很好 的综合性能。为适应环保法规对VOC的限制，我国 从20世纪90年代初开始水性环氧体系的研究开发， 取得了突出进展。
水性环氧树脂涂料的研究进展 及发展趋势
康怀银 阳建 朱疑峰 杨学华 张跃
环氧树脂涂料产品
环氧树脂胶
环氧树脂防腐涂料
环氧树脂漆地坪
一、环氧树脂的发展趋势 二、传统型环氧树脂涂料的优缺点 三、水性环氧涂料体系的最新研究进展 四、水性环氧涂料体系的发展 五、水性环氧树脂体系的组成 六、水性环氧涂料的固化机理 七、水性环氧涂料的性能及特点 八、水性环氧涂料的用途 九、我国环氧树脂涂料发展前景
近年来,有关环境污染限制的法律与法规相继出 台,其中涉及到涂料行业的就有VOCs(涂料中有机挥 发物的含量)和HAPs (有害空气中的污染物)的排放 限制两大问题。这样就使占世界涂料行业生产中 53%的溶剂型涂料的生产受到限制。如今,涂料 向高固体分和水性涂料方向发展已成为涂料界的识, 零VOC或低VOC, HAP的体系已成为新型材料的研 究方向。水性环氧涂料有诸多优点,如VOC含量低, 气味较小,使用安全,可用水清洗,工艺技术日益成熟 ,符合环保与节能的要求等,而迅速成为现代涂料 的一个重要的发展方向。
2006-2008中国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
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。
水性环氧涂料固化剂的研究进展
型水性环氧固化剂自开发以来取得了很大 进展, 由最早的经过部分成盐的改性脂肪胺水溶 性固化剂发展到后来的不需要采用有机酸成盐的 水性环氧固化剂。经过部分成盐的改性脂肪胺水 溶性固化剂是通过加有机酸成盐来降低反应活性 和增加水溶性、稳定性, 多余的乙酸对钢铁有一定 的腐蚀作用, 因此不宜用于钢铁构件上。为解决 水性环氧涂料耐腐蚀问题, 开发了一些新型固化 剂, 这类固化剂多不需要采用有机酸成盐, 主要是 通过引入聚氧乙烯链, 使其分散在水中, 常采用的 亲水链段有: 聚乙二醇、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯二 醇二缩水甘油醚等, 同时利用含有聚氧乙烯链段
Shim p等 [ 7] 采用低分子质量环氧树脂与多乙 烯多胺反应生成多胺-环氧加成物, 再经单环氧 化合物将其封端, 并用醋酸中和部分的仲胺, 以调 节固化剂的 HLB, 以降低固化剂的反应活性, 延 长适用期。
陶永忠 等 [ 8] 则 将 低分 子 量 液 体 环 氧 树 脂
( E51) 与聚乙二醇反应生成端环氧化合物, 然后 与三乙烯四胺反应生成端胺基环氧- 胺加 成物, 再用单环氧化合物封端, 最后用醋酸中和成盐, 制 得 I型水性环氧固化剂。由于长链聚乙二醇的引 入降低了交联密度, 提高了涂膜的柔韧性。
水性环氧涂料
三、水性环氧涂料体系的最新研究进展
由于传统的溶剂型环氧树脂中所含的有机挥发 物(VOC)不仅对环境造成污染，而且对人体危害极 大，许多国家先后颁布了严格的限制VOC排放的法 规，开发具有环保效益的水性环氧体系成为各国 研究的热点。国外从20世纪70年代开始，已不断 有新的技术及商品推出，如Henkel公司的水性环 氧树脂系列WATERPOXY1401、1455等，水性环氧固 化剂WATERPOXY751、755等； Shell公司的 EPIREZ3510-W-60及EPI-REZWD-51等，都具有很好 的综合性能。为适应环保法规对VOC的限制，我国 从20世纪90年代初开始水性环氧体系的研究开发， 取得了突出进展。
一、环氧树脂的发展趋势
环氧树脂是一种重要的热固性树脂品种。由于它具有优 良的物理机械性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐热及 粘接性能，所以用它配制的环氧树脂胶粘 剂素有“万能胶 ”之美称，广泛应用于化工、轻工、水利、交通、机械、电 子、 家电、汽车及航天航空等工业领域，对国民经济发展 起着极其重要的作用。 世界环氧树脂生产发展较快，1999年全球环氧树脂生产 能力已达到 150万吨 。专家预测，2003年可达到160万吨左 右，2010年可望超过170 万吨。目前生产 能力主要集中在美 国、西欧和日本三大地区或国家。其中三大著名跨国公司— —汽巴精化公司、陶氏化学和壳牌公司是三大生产厂家近年 来我国环氧树脂开 发和应用研究发展迅速，由90年代生产 能力不足1.5万吨，发展到目前的20万吨／年左右，预计 2010年将达到30 万吨左右。
新型环氧涂料体系的另一个改进是将亲水性的非 离子表面活性剂连结到树脂和固体剂的分子中,这一 新技术降低了表面活性剂的用量,使体系中不存在游 离的表面活性剂,从而降低了料对水性有机溶剂的敏 感性。 根据水性环氧涂料体系的乳化方式可分为三代产品： 水性环氧树脂第一代产品是直接用乳化剂进行乳 化，第二代水性环氧体系是采用水溶性固化剂乳化油 溶性环氧树脂；第三代水性环氧体系是由美国壳牌公 司多年研究开发成功的，这一体系的环氧树脂和固化 剂都接上了非离子型表面活性剂，由其配制的涂料涂 膜可达到或超过溶剂型涂料的涂膜性能指标。此前国 内推出的多种水性环氧体系技术仍停留在第二代的
水性环氧树脂固化体系成膜机理
水性环氧树脂固化体系成膜机理水性环氧树脂涂料是一种乳液涂料，其成膜机理与一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的区别，同时与溶剂型环氧树脂涂料的成膜也不完全相同。
一般聚合物乳液涂料的固化成膜为一物理过程，分散相粒子的玻璃化温度较低,在水分挥发后就形成紧密堆积的结构，并在毛细管压力作用下凝结成膜。
在溶剂型环氧树脂涂料体系中，环氧树脂和固化剂均以分子形式溶解在有机溶剂中，形成的体系是均相的,固化反应在分子之间进行，因而固化反应进行得比较完全，所形成的涂膜也是均相的。
水性环氧树脂涂料为多相体系，环氧树脂以分散相形式分散在水相中，水性环氧固化剂则溶解在水中。
水性环氧树脂涂料的固化成膜示意图如图1所示，将两个组分混合后的体系涂布在基材上，在比较适宜的温度条件下，水分蒸发得很快。
当大部分水分蒸发后，环氧树脂乳胶粒子相互接触，形成紧密堆积的结构，残余的水分和固化剂分子则处在环氧树脂分散相粒子的间隙处。
随着水分的进一步蒸发，环氧树脂分散相粒子开始凝结，形成更为紧密的六边形排列结构。
与此同时，固化剂分子扩散到环氧树脂分散相粒子的界面及其内部发生固化反应。
该固化成膜机理也可解释为水性环氧树脂体系由水包油的状态向油包水转变，与用相反转法配制环氧树脂乳液的过程刚好相反。
图1水性环氧树脂涂料的固化成膜过程示意图假定用相反转法配制的水性环氧树脂乳液中分散相粒子的平均粒径为0.5μm，又设其密度为1.16g/mL，环氧树脂分子量为1000，并不考虑在水中的溶胀，则可计算出每个环氧树脂乳胶粒中含有4.6×l07个分子，所以水性环氧树脂体系的固化是由固化剂向环氧树脂分散相粒子的扩散速度所决定的，这与溶剂型环氧树脂体系相比其固化成膜过程更为复杂。
固化剂分子首先和环氧树脂分散相粒子的表面接触发生固化反应，随着固化反应的进行，环氧树脂分散相的分子量和玻璃化温度逐渐提高，使得固化剂分子向环氧树脂分散相粒子内部的扩散速度逐渐变慢，这就意味着环氧树脂分散相粒子内部进行的固化反应较其表面的少，内部交联密度也较低。
水性环氧色漆的制备及性能研究
环 氧树脂 具 有优异 的 耐化 学腐 蚀性 ， 附着 力 强 ， 度高 ， 硬 刚性 、 耐热 、 耐磨 性好 ， 因此被 广泛 应 用 于 金属 防腐蚀 涂 料 和工 业 地坪 涂料 等． 目前 实 际 应用 的环 氧 树 脂涂 料 主 要 是 溶 剂 型产 品 ， 着 环 随
保法 规 的 日益 严 格 ， 为高 性能 涂料 的环 氧树 脂 涂料其 水 性化 的 研制 和使用 成 为必 然…． 者 用 实 作 笔 验 室 自制 的 自乳 化 型水性 环氧 固化 剂 与环 氧树 脂 ６ ８配 制 了水 性环 氧 色 漆 涂料 （ １ 简称 色 漆 ） 并 研 ，
水 性 环 氧 色 漆 的 制 备 及 性 能 研 究
范 亚 平 ， 任 天 斌 ， 顾 国 芳 ， 任 杰
（ 同济 大 学 材 料科 学 与工 程学 院 ， 上海 ２ ０ ９ ） ０ ０ ２
摘 要 ： 用 实验 室 自制 的 自乳 化 型 水 性 环 氧 固 化 剂 与 环 氧 树 脂 ６ ８配 制 了 水 性 环 氧 色 采 １
究 了不 同颜料 体 积浓 度 （ ｉｍｅ ｔ ｏｕ ｏ ｃ ｎｒｔ ｎ 简称 Ｐ Ｃ） ｐｇ ｎ ｌｍｅｃ ｎ ｅ ｔａｉ ， ｖ ｏ Ｖ 以及不 同胺 氢 环氧 比对 漆 膜 性
能 的影 响．
１ 实 验 部 分
１ １实 验 原 料 及 仪 器 ．
水性 环氧 固化 剂 ： 验 室 自制 ， 氢 当量 为 ８ ３ ３ 固含量 为 ２ ． ％（ 量分 数 ） 环 氧 树 脂 ６ ８ 实 胺 １．， ４９ 质 ； １ （ Ｅ一５ ） 环氧 当量 为 １ ０ 上海 和 氏璧公 司 出品 ； １： ９， 乙二 醇 乙醚 ： 化学 纯 。 国药集 团化 学试 剂 有 限 公 司
双组分水性环氧涂料固化成膜机理探讨
双组分水性环氧涂料固化成膜机理探讨周立新，杨卓如，叶楚平，李陵岚（1.湖北大学化学化工学院，湖北武汉430062；2.华南理工大学化工与能源学院，广东广州510641）摘要：比较了水性环氧树脂涂料与溶剂型环氧树脂涂料、单组分乳胶涂料的成膜过程，探讨了双组分水性环氧树脂涂料的成膜机理，分析了影响水性环氧树脂涂料成膜的因素。
环氧树脂乳胶粒的尺寸是影响水性环氧涂料成膜的最重要因素，乳胶粒的界面黏度，环氧树脂的玻璃化温度，固化剂与环氧树脂的相容性以及涂装施工的环境温度、湿度等都会影响水性环氧树脂涂料的成膜过程，进而影响涂膜的物理化学性能。
关键词：水性环氧树脂涂料；固化；成膜机理；乳胶粒径中图分类号：TQ630.7文献标志码：A文章编号：1004–227X(2009)02–0043–031.前言环氧树脂涂料附着力高、防腐蚀性能优良，是目前应用数量最多、应用范围最广的重防腐涂料之一。
世界每年大约40%以上的环氧树脂用于制造涂料，其中大部分用于金属的防腐蚀领域。
环氧树脂优异的性能不仅在溶剂型防腐涂料中得到了充分体现，而且国外水性环氧防腐涂料也成为了发展最快的水性防腐涂料品种[1]。
涂料的固化成膜是指涂覆到基材表面的涂料由液态(或粉末态)转化成无定型固态薄膜的过程，这一过程也称为涂料的固化或涂料的干燥。
涂料的固化成膜是一个复杂的物理或物理化学过程，按成膜机理不同，可分为溶剂挥发成膜、热熔融冷却成膜、化学成膜、乳胶凝聚成膜等多种方式。
对于不同的涂料体系，其成膜方式可能是单一的，也可能是上述几种甚至全部成膜机理的综合体现。
环氧树脂在固化成膜过程中，通过固化交联反应，中小分子的环氧树脂由可溶、可熔的线形或支链分子转变成最终的不溶、不熔的体型结构，稳定、细腻的环氧树脂水基乳液是形成高性能水性环氧树脂涂膜的基础。
但由于水性环氧树脂乳液属于多相体系，且干燥过程伴随着固化交联反应，其成膜过程与均相体系的溶剂型环氧树脂涂料以及高聚物乳胶涂料相比具有不同的特点，水性环氧涂料的固化成膜直接影响涂膜的性能，如硬度、光泽、防锈性能、耐化学品性等。
新型水性环氧树脂乳液及其固化过程的研究
新型水性环氧树脂乳液及其固化过程的研究水性环氧树脂乳液是一种具有环保、低挥发性和可水稀释的环氧树脂产品，具有广泛应用前景。
在近年来，水性环氧树脂乳液的研究越来越受到关注。
本文将从乳液的制备条件、固化过程和应用方面进行综述。
一、水性环氧树脂乳液的制备条件水性环氧树脂乳液的制备条件包括合成方法、乳化体系和稳定剂的选择。
目前主要的合成方法有溶剂法、乳化剂法和乳化聚合法。
其中，乳化聚合法由于其简单、高效而逐渐成为主流方法。
对于乳化体系，常用的体系有非离子型、阴离子型和阳离子型，其选择取决于树脂的性质和应用要求。
对于稳定剂的选择，一般采用表面活性剂，如非离子型表面活性剂十六烷基苯磺酸钠、非离子型聚醚、施胺等。
此外，还可以通过添加防腐剂、降低粘度剂和增稠剂来调整水性环氧树脂乳液的性能。
二、水性环氧树脂乳液的固化过程水性环氧树脂乳液的固化过程主要包括水分蒸发和环氧基团与固化剂的反应。
在乳液中，水分蒸发使得树脂中形成了交联体系，从而固化乳液。
而环氧基团与固化剂的反应则是通过环氧基团的开环反应和固化剂的亲核反应来实现固化。
固化剂的选择决定了水性环氧树脂乳液的耐热性和耐化学性，常用的固化剂有胺类、酸类和异氰酸酯类。
三、水性环氧树脂乳液的应用水性环氧树脂乳液具有许多优良的性能，使其在各个领域得到了广泛应用。
例如，在涂料领域中，水性环氧树脂乳液可以作为环保涂料的替代品，用于涂装汽车、家具和建筑等。
此外，在胶粘剂领域中，水性环氧树脂乳液可以作为木工胶、纸张胶和胶粘剂的组分。
在复合材料领域中，水性环氧树脂乳液可以与纤维加固相结合，制备出高强度的复合材料。
另外，水性环氧树脂乳液的新型应用还有水性环氧树脂乳液胶凝固化剂、水性环氧树脂乳液抗氧化剂等。
总之，水性环氧树脂乳液作为一种环保、低挥发性和可水稀释的环氧树脂产品，具有广泛的应用前景。
研究乳液的制备条件、固化过程和应用对于提高水性环氧树脂乳液的性能和开发新型应用具有重要意义。
水性环氧树脂的研究进展
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 脂
相 反 转 法#)"3%$ 分层"而反应型乳化剂!可降低成膜后涂 层 对 水 的 敏 感 性!还 可 提 高 涂 膜 的 耐
一般为3"%.-#3+$!乳 液 的 稳 定 性 好!乳
展得比较成熟&环氧树 脂 水 乳 液 的 制 备 方 法 可 分 为 直 接 法 (相 新型水性环氧树脂&自 乳 化 法 的 主 要 优 势 在 于’首 先 它 不 存 在
反 转 法 (自 乳 化 法 和 固 化 剂 乳 化 法 "见 表 3&
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相反转法"最近相反转技术有了突破性的进展&何青
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有机溶剂型 涂 料 容 易 造 成 环 境 污 染$3"%%"开 发 环 保 涂 料 已 验研究表明"合成得到的 多 嵌 段 共 聚 产 物 具 有 最 好 的 乳 化 效 果
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水性环氧树脂
水性环氧树脂涂料的研制∙类别：涂料工业∙作者：陶永忠陈铤顾国芳∙关键词：水性涂料,型水性环氧固化剂,表面活性剂∙【内容】∙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,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,开发水性环氧系统,即不含VO C(挥发性有机化合物,V o la ti l e Or g an ic Co m po un d)或不含HA P(有害空气污染物,H a za rd o us A i r Po l lu t an ts)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。
国外从七十年代起开始开发水性环氧系统,早期的水性环氧系统采用外加乳化剂的方法将环氧树脂配成乳液1,2,采用阳离子和非离子型表面活性剂作为乳化剂配制环氧树脂乳液。
采用外加乳化剂配制的水性环氧体系由于存在较多的乳化剂,其耐水性和耐溶剂性等性能比溶剂型的差,而且适用期短。
为了克服外加乳化剂乳化水性环氧的缺点,后来开发出所谓水可分散(w at e r di s pe rs i bl e)或自乳化(s e lf-e m ul si r yi nf)环氧体系,其基本原理是在分子中引入具有表面活性的分子链段。
一种途径是研制水可分散的环氧树脂,通过在环氧树脂分子中引入具有表面活性的分子链段,使它具有自乳化功能,另一途径是研究水可分散的固化剂,通过固化剂分子中引入具有表面活性的分子链段,使它既具有固化剂的作用,又具有乳化剂的作用。
水性环氧体系一般分为两种类型, I型是由低分子量液体环氧树脂和水性环氧固化剂组成。
低分子量环氧树脂一般不先乳化,而是由既具有固化作用又具有乳化作用的固化剂对它进行乳化。
I I 型水性环氧由高分子量固体环氧树指(环氧当量为500左右)和水性环氧固化剂组成。
水性环氧树脂
“水性环氧树脂”资料合集目录一、水性环氧树脂的制备及其防腐性能研究二、水性环氧树脂涂料的研究进展三、水性环氧树脂应用研究现状分析四、磷酸酯硅氧烷丙烯酸接枝改性水性环氧树脂的制备与性能研究五、水性环氧树脂清漆和色漆的配方研究六、水性环氧树脂乳液制备及应用水性环氧树脂的制备及其防腐性能研究水性环氧树脂是一种环保型的高分子材料，具有优异的物理化学性能和广泛的应用前景。
水性环氧树脂可根据不同需求分为多种类型，包括水性纯环氧树脂、水性聚氨酯环氧树脂和水性醇酸环氧树脂等。
这些树脂的制备方法主要包括乳化法、分散法和离子交换法等。
然而，对于水性环氧树脂的防腐性能研究仍存在一定不足，因此本文旨在探讨水性环氧树脂的制备及其防腐性能。
本文的研究目的是为了制备出高性能的水性环氧树脂，并探究其防腐性能。
水性环氧树脂涂料的研究进展随着环保意识的不断提高，水性涂料的需求逐渐增加。
其中，水性环氧树脂涂料由于其卓越的性能和广泛的应用领域而受到广泛关注。
本文将探讨水性环氧树脂涂料的研究进展。
水性环氧树脂涂料是一种以水为溶剂的涂料，其特点是VOC（挥发性有机化合物）含量低，对环境友好，且具有优良的耐候性、耐磨性和附着力。
水性环氧树脂涂料还具有优异的防腐性能，被广泛应用于桥梁、船舶、钢结构等重防腐领域。
近年来，科研人员在水性环氧树脂涂料的制备和性能优化方面取得了重要进展。
例如，通过改变水性环氧树脂涂料的配方，可以改善其干燥速度和涂膜性能。
新型的固化剂和助剂也被开发出来，以进一步提高水性环氧树脂涂料的性能。
在应用方面，水性环氧树脂涂料已成功应用于建筑、汽车、家具等领域。
特别是在建筑领域，因其具有优良的环保性和耐久性，已成为绿色建筑的首选涂料。
水性环氧树脂涂料的研究取得了显著的进展。
通过不断优化制备工艺和改进配方，水性环氧树脂涂料的性能得到了显著提高。
随着科技的不断发展，我们期待水性环氧树脂涂料在未来的研究和应用中能发挥更大的作用，为环保事业做出更大的贡献。
水性环氧树脂的研制及其固化性能研究
变， 分解温度约在 ３０ ， ８ ℃ 热失重率 ８ ％ ， ９ 其玻璃转 变温度有所 降低 ， 韧性有所提高 ， 其它性能基 本不受影响 。 关健词 ： 水性环氧树脂 ； 反应型环氧树脂乳化剂 ； 合成 ； 固化 ； 能 性
中 图 分 类 号 ： ６ ３ １ ０ ３ ．３ 文献标识码 ： Ａ
环氧树脂 Ｅ一 ４结构极 为相似 的水 溶性 Ｍ Ｏ— ４ ｅ Ｐ Ｇ— ａ Ｅ一 ４多嵌段共聚物 ， Ｅ Ｍ — ４ 以此为乳化剂 ， 利用相反转技术制备水性环氧树脂 Ｅ一 ４乳液并 ４ 对其 固化 性能 进行研 究 ， 这在 文献 中尚少有 报道 。
１ 实验 部分
仪测 定 ； 热 （ Ｔ 和 热 失 重 （ Ｇ） 析 由 Ｔ Ａ 差 Ｄ Ａ） Ｔ 分 Ｇ／ Ｓ Ｔ ８ １ 型热 分 析 仪 测 定 ， 温 速 率 ｌ℃／ ｉ， Ｄ Ａ５。 升 ０ ｒ ｎ ａ Ｎ 流量 ４ ． ｍ ／ ｉ。 ２ ０ ０ ｌｍ ｎ １２ Ｍｅ Ｐ Ｇ—Ｍａ ． Ｏ— Ｅ —Ｅ一 ４乳 化剂 的合成 ４ 称 取一定量 的端 甲氧基 聚乙二醇 和马来酸酐 于 带有冷凝器三颈瓶中以适量 甲苯作溶剂 反应 ， 度控 温 制在回流状态 ， 搅拌 ， 酯化完全后 ， 加人与 马来 酸酐等 摩 尔量 的环 氧树脂 Ｅ一 ４进 行酯 化反应 ， ４， 当酯 化率 达到要 求时 ， 减压抽去溶剂得到红棕色固体 。 １ ３ 水性 环 氧树脂 乳液 的制 备 ． 将一 定量 的 Ｅ一 ４环氧 树脂 与 一定 比例 的乳 ４ 化 剂 于 ２ ０ 三 颈 瓶 中加 热 ７ ℃ 搅 拌 均匀 ， ５ ｍｌ ０ 当温 度降至 ５ ℃左右， Ｏ 以每 ５ ｉ ｍｎ滴加 ｌ ｌ ｍ 蒸馏水 ， 控 制搅拌速度 １０ ｒｍｎ 制得固含量均为 ６ ％的水 ００／ ｉ， ｏ 性 环 氧树脂 。 １４ 水性 环 氧树脂 的 固化 ． 加人 ５ 水性 环 氧 树脂 乳 液重 量 的水 性 固 化 ％ 剂 于乳 液 中分别在 室温 和 ６ ｃ 下 固 化 。 ｏＩ ： １ ５ 聚 合物 表征及 水性 环氧 树脂性 能 测试 。 ． １５ １ 酯化 率的测 定 ｕ 用标 准 Ｋ Ｈ 乙醇 溶液 ．． Ｏ 滴 定方 法测 定 聚合 物 Ｍｅ Ｏ—Ｐ Ｇ—Ｍａ Ｅ —Ｅ一 ４合 ４
水性环氧树脂制备与性能研究
水性环氧树脂制备与性能研究水性环氧树脂的制备主要有两种方法：溶剂法和乳液法。
溶剂法是将环氧树脂与溶剂相互溶解，然后加入乳化剂与水乳化，形成水性环氧树脂。
这种方法的优点是制备简单，缺点是需要大量溶剂，不符合环境保护要求。
乳液法则是将环氧树脂与乳化剂、助剂等在无溶剂体系中乳化，然后与水相混合得到水性环氧树脂，该方法不需要溶剂，符合环境保护要求，但乳液稳定性较差，需要添加稳定剂。
乳液稳定性是水性环氧树脂的重要性能之一、乳液稳定性好，能够提高涂料的乳液粘度稳定性，降低涂料粘度。
研究表明，在制备水性环氧树脂时，选择合适的乳化剂和稳定剂，并进行适当的调整，能够显著提高乳液的稳定性。
固化性能是指水性环氧树脂在固化过程中的特性。
环氧树脂固化主要通过和固化剂反应来实现，固化剂的选择和用量对固化性能有重要影响。
研究表明，采用多酚固化剂和环氧固化剂的复合固化体系，能够提高水性环氧树脂的固化性能。
表面性能是指水性环氧树脂涂膜的耐磨性、耐腐蚀性、粘结性等性能。
研究表明，通过添加改性剂或添加适量的填料，能够提高水性环氧树脂涂膜的表面性能。
例如，添加硅酮改性剂可以提高涂膜的耐磨性和耐腐蚀性；添加适量的纳米填料可以提高涂膜的硬度和抗划伤性能。
涂膜性能是指水性环氧树脂涂膜的外观质量、光泽度、附着力和耐候性等性能。
涂膜性能的研究主要通过评价涂膜的抗刮强度、黏结强度、耐蚀性、耐候性等指标来评估。
研究表明，在制备水性环氧树脂时，采用合适的乳化剂和固化剂，并进行适当的调整，能够提高涂膜的附着力和耐候性。
总之，水性环氧树脂的制备和性能研究对于推动环境友好型涂料的发展具有重要意义。
未来的研究可以继续深入探索水性环氧树脂的制备方法，优化配方和改性剂的选择，进一步提高水性环氧树脂的性能，满足不同领域的应用需求。
新型水性环氧树脂乳液及其固化过程的研究
新型水性环氧树脂乳液及其固化过程的研究施雪珍（上海绿嘉水性涂料有限公司 200082）摘要：简述了双组分水性环氧树脂涂料的特点及其用途，分别介绍了水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂的制备方法、双组分水性环氧树脂涂料的分类、混合体系的固化成膜机理和适用期的判断。
最后给出了对水性环氧树脂涂料进行配方设计时应考虑的因素。
关键词：水性环氧树脂乳液、水性环氧固化剂、成膜机理、适用期、配方设计Study on Novel Waterborne Epoxy Resin Emulsion and its Film FormationShi Xuezhen(Shanghai Greenguard Co. Ltd, Shanghai 200082, China)Abstract：The novel waterborne epoxy resin emulsion was prepared by the phase inversion technique using so called reactive emulsifier synthesized by reaction between epoxy resin and a surfactant which contains both epoxy group and surface active group。
The effect of the surfactant on the stability, particle size of epoxy resin emulsion and its curing property was investigated. Also the film formation and the pot life of the water borne epoxy system were studied. It is found that film formation of the waterborne epoxy resin system is quite different from solvent-based epoxy resin system and pot life of the emulsion should be determined by the film hardness or gloss change with the time instead of viscosity change。
水性环氧树脂固化剂的研究进展
水性环氧树脂固化剂的研究进展概述了水性环氧固化剂改性的原理，介绍了水性环氧固化剂改性的3种方法，同时综述了第Ⅰ代、第Ⅱ代水性环氧固化剂的国内外研究进展，并对水性环氧固化剂的发展趋势进行了展望。
标签：环氧树脂；水性环氧固化剂；改性；研究进展水性环氧涂料体系在保留传统环氧体系所具有的优异附着性、热稳定性、耐化学品性、绝缘性等特性的基础上，以水为分散介质，不含或只含有少量有机溶剂，是一类环境友好的高分子材料。
随着对环境保护的要求日益严格，不含挥发性有机溶剂（voc）或低挥发性有机溶剂、不含有害空气污染物（NHAP）的水性环氧体系已成为当前研究的热点。
在环氧树脂固化剂中，胺类固化剂种类多、用量大、用途广，但是一般的胺类固化剂在常温下挥发快、毒性大、固化速度较快、配比要求严格、甚至会吸收二氧化碳降低固化效果。
而水性环氧固化剂是经过对传统的胺类固化剂改性而得，它克服了未改性胺类固化剂的缺点，不影响涂膜的物理和化学性能，且以水为溶剂，VOC含量符合环保要求。
本文概述了水性环氧固化剂的改性原理，并介绍了水性环氧固化剂改性的几种方法，同时介绍国内外水性环氧树脂固化剂的研究现状。
1 水性环氧固化剂的改性原理要使环氧树脂与固化剂之间能充分混合、固化，就要使2者的溶解度参数相匹配。
溶解度参数大的固化剂与疏水性的环氧树脂间的溶解度参数差异较大，得到的涂膜的综合性能不好；而溶解度参数小的固化剂与环氧树脂溶解度参数匹配，但它难溶于水，不能稳定地分散在水中，因此，需对其进行改性。
水性环氧固化剂改性的原理是对多元胺进行改性，使其成为具有亲环氧树脂结构的水性环氧固化剂，同时该固化剂又作为阳离子型乳化剂完成对环氧树脂的乳化。
用该方法制备的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性，并且由于环氧树脂组分不需进行亲水改性，可以保证涂膜的耐化学药品性能良好。
2 水性环氧固化剂改性方法常用的水性环氧固化剂大多为多元胺或其改性产物。
其中，改性产物主要利用其分子中胺基上的活泼氢与环氧树脂分子中的环氧基发生反应进行改性。
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水性环氧树脂涂料及其固化机理的研究范亚平,任天斌,黄艳霞,朱立华,顾国芳,任 杰(同济大学材料科学与工程学院纳米与生物高分子材料研究所,上海200092)摘 要:通过对环氧树脂室温固化剂三乙烯四胺进行封端、加成、成盐等一系列改性,制得自乳化水性环氧树脂固化剂;与低相对分子质量的液体环氧树脂混合后,获得了水性环氧树脂涂料。
研究了不同封端剂对固化剂乳化性能的影响以及与环氧树脂配成涂料后对涂膜性能的影响,并通过对固化成膜过程的观察,阐述了水性环氧体系固化机理。
获得的涂料乳液粒径小于2 m;涂膜硬度>0 7;附着力1级;涂膜具有良好的透明性、耐水性及耐化学药品性。
关键词:水性环氧涂料;固化;涂膜性能;三乙烯四胺;封端中图分类号:TQ 630 7 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2006)07-0017-05[基金项目]上海市科技攻关重点项目资助,项目编号042012022作者简介:范亚平(1982 ),男,在读硕士研究生,师从任杰教授,主要从事水性环氧涂料的研发。
Study on W aterborne Epoxy Resi n Coati ngs and Its CuringM echanis mFan Y aping ,R en T ianbin ,H uang Y anx ia ,Zhu L i h ua ,Gu guofang ,Ren Jie1(Institute of N ano and B io -Po l ym er icM ater i als ,S c hool of M ater i al Science and Engineer i ng,T ongji U ni ver sity,Shan ghai 20092,China )Abstract :The title of w ater bor ne epoxy coatings w as syn t h esized by b lend o f a m od ified roo m te m pera -ture c uring agent(TETA )for se lf-e m ulsifi e d epoxy resi n and a lo w M n liqu i d epoxy resin .The effect of d i-f ferent ter m i n ation agents on e m ulsification of the curi n g agentand ,fil m pr opertiesw ere i n vesti g ated .The cu -ri n g m echan is m o fw aterborne epoxy syste m w as d iscussed .The e m u lsion particle size is under 2 m;fil mhardness over 0 7;adhesi o n 1grade ;the coatings a lso show s good transparence ,w ater and che m ica l resis-tance .K ey W ords :w ater borne epoxy coatings ;curi n g ;fil m properties ;TETA;ter m i n ation0 引 言环氧树脂涂料具有附着力高、耐化学药品性能优异、硬度高、耐磨性好、耐溶剂性能优、耐碱性及耐盐雾性好等特点,在工业上已得到了广泛的应用。
传统的溶剂型环氧树脂涂料对环境和人体造成很大的危害。
随着对环境保护要求的日益提高,环氧树脂涂料水性化是必然的趋势。
国外Shell 公司已经开发出很多水性环氧体系,并进入了商业化生产阶段;国内对环氧树脂体系的水性化研究主要集中在对环氧树脂的改性上[1-2],通过化学或者物理改性,使亲油性的环氧树脂变成亲水性的或者是环氧树脂乳液[1-3],从而达到环氧树脂水性化的目的。
而本文是采用对环氧室温固化剂多乙烯多胺进行改性,获得具有乳化功能和适中的反应活性的水性环氧固化剂,能够对低相对分子质量的液体环氧树脂进行直接乳化并固化成膜。
目前国内水性环氧涂料商品化才刚起步,只有部分厂家生产。
开发出高性能低成本的水性环氧树脂涂料是推动我国水性涂料市场的重要一步。
本文通过对室温固化剂三乙烯四胺改性,首先,用单环氧化合物对三乙烯四胺进行封端,使伯胺氢变成仲胺氢,降低活性的同时提高与环氧树脂的相容性;再用双酚A 型环氧树脂与其加成,进一步提高与环氧树脂的相容性,同时降低多胺固化剂的活性,延长适用期;多胺固化剂本身是水溶性的,经加成后亲水性下降,采用乙酸使之成盐,适当提高其亲水性,使改性后的多胺固化剂具有良好的亲水亲油平衡;由于合成得到的环氧树脂固化剂链段中既有亲水性的氨基,又有亲油性的环氧基,使其具有乳化剂的功能,能够直接乳化环氧树脂形成水性环氧乳液而不需要外加乳化剂,从而制备出一种既有固化功能又有乳化功能的室温自乳化水性环氧固化剂,研究了不同封端剂对自乳化水性环氧固化剂性能的影响及其成膜机理。
第36卷第7期涂料工业V o.l 36 N o .72006年7月PA INT &C OAT I NGS I NDU STRY Ju.l 2006181 实验部分1.1 主要原料三乙烯四胺(TETA ):化学纯,国药集团化学试剂有限公司;环氧树脂601(E-20):500EE W,上海树脂厂;环氧树脂618(E -51):190EE W,上海树脂厂;丁基缩水甘油醚(BGE):167~182EE W ,上海争锐化工有限公司;苯基缩水甘油醚:182~200EE W,上海争锐化工有限公司;苄基缩水甘油醚:233~278EE W,上海争锐化工有限公司;乙二醇乙醚:化学纯,国药集团化学试剂有限公司;乙酸:化学纯,国药集团化学试剂有限公司。
1.2 测试方法1.2.1 乳液粒径分析采用激光粒径分析仪测试固化剂乳化环氧树脂得到的乳液的粒径及其分布。
1.2.2 乳液黏度变化测定采用ND J-79型旋转式黏度计测定,记录黏度随时间的变化。
1.2.3 形态观察采用光学显微镜对涂膜的固化过程进行观察,并随时拍照下记录变化过程。
1.2.4 涂膜硬度参照GB /T 1730 1993,用QTX -1型漆膜弹性测定器测定。
1.2.5 附着力(划圈法)按《漆膜一般制备法》(G B /T 1727 1979)在马口铁板上制备样板,待漆膜实干后参照国标GB /T1720 1979(1989)漆膜附着力测定法测试。
1.2.6 耐水性测试按《漆膜一般制备法》(G B /T 1727 1979)在马口铁板上制备涂膜。
参照国标GB /T1733 1979漆膜耐水性测试,目测漆膜是否起泡和剥落。
1.2.7 耐腐蚀性能测试在玻璃板上制备涂膜,浸泡在5%H 2SO 4、5%N a OH 溶液中进行测试,目测漆膜是否起泡和剥落。
1.3 水性环氧固化剂的合成室温下将TETA 加入带有冷凝和搅拌装置的反应容器中,用漏斗缓慢加入适量的单环氧化合物并注意观察体系温度,保持在一定反应温度下,反应2h ;取适量的上述产物加入带有冷凝和搅拌装置的反应容器中,加热到40 左右时用漏斗慢慢加入适量的一定浓度的环氧树脂醚溶液,控制反应温度在某一温度下,反应1h ;结束后保持反应物温度加入适量的醋酸,再反应1h ;然后再加入适量水稀释,使固化剂溶解于水,得到固含量和黏度适中的水性环氧固化剂。
1.4 水性环氧树脂乳液涂料的配制将制备的水性环氧固化剂与低相对分子质量的环氧树脂618按照一定的物质的量比搅拌,混合,并用水稀释调节到合适的黏度,得到水性环氧树脂乳液涂料。
2 结果与讨论2.1 封端剂对乳液粒径的影响乳胶粒的大小及其分布对乳液及涂层的性质影响很大。
随着粒径的减小,涂膜的光泽、耐水性、硬度、乳液与颜料的结合力、乳液的黏度及稳定性得到提高;而随着粒径的增加,涂膜的干燥时间、涂层的透气性得到了相应的提高。
乳液粒径大小对涂膜性能的影响见表1[4]。
表1 粒径对乳液及其涂膜性能的影响T ab le 1 T he effect of particle si ze on e m ulsion and p rop er -ties of fil m 乳液及涂膜性能粒径小(<2 m )大(>3 m )乳液黏度高低乳液稳定性高低涂膜固化程度均一,完全不均一,不完全涂膜光泽高低涂膜硬度高低涂膜耐化学药品能力高低实验中考察了不同封端剂:苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚及以1 1比例混合的苯基缩水甘油醚和丁基缩水甘油醚的混合醚对水性自乳化环氧固化剂的乳化性能的影响。
其乳化性能主要通过固化剂乳化环氧树脂的乳液的相对粒径来体现。
图1为不同封端剂的自乳化型固化剂乳化环氧树脂得到的稳定乳液的粒径分布图。
1 苄基缩水甘油醚;2 丁基-苯基缩水甘油醚;3 苯基缩水甘油醚;4 丁基缩水甘油醚图1 封端剂对固化剂最终乳化的环氧树脂乳液粒径的影响Fi g .1 The effect of end i ng -capped agen ts on t he particle s i ze ofw ate -bor n e epoxy coati ngs由图1可知,固化剂直接乳化的环氧树脂乳液的粒径与固化剂的单环氧化合物封端剂有关系。
其中,以苄基缩水甘油醚和混合醚为封端剂制备的固化剂乳化的环氧树脂乳液的粒经小于2 m 。
而丁基缩水甘油醚为封端剂制备的固化剂乳化性能相对较差,其乳液粒径为4 8 m,然而其乳液粒径仍然和用化学改性的低相对分子质量环氧乳液的粒径相当。
由上述可知,此种固化剂能够很好地乳化低相对分子质量环氧树脂,得到稳定乳液,从而达到了不外加乳化剂就能直接乳化环氧树脂的目的,可配成低VOC 和NHAP (无空气污染)的涂料。
2.2 环氧涂料体系黏度变化图2为自乳化水性环氧固化剂与低相对分子质量环氧树脂混合后得到的水性环氧体系的黏度和溶剂性环氧涂料体系的黏度随贮存时间的变化曲线。
1 水性环氧体系;2 溶剂型环氧体系图2 贮存时间对水性环氧涂料体系黏度的变化F i g .2 Th e eff ect of s t orage ti m e on the viscosit y of the w at erborne ep -oxy coatings syste m由图2可以看出,水性环氧体系黏度随贮存时间的延长而增加,而溶剂型体系却在适用期范围内黏度变化不大,这是因为水性环氧体系的固化机理与溶剂型体系不同[5]。
溶剂型环氧体系是溶剂先挥发,同时固化剂与环氧树脂固化交联,是在分子之间进行的,在达到凝胶点以前体系黏度变化不大;而水性体系的固化交联反应首先在环氧分散相的表面进行,随着反应的进行和水分的蒸发,环氧树脂颗粒与胺固化剂紧密堆积,在宏观上表现为体系黏度增长较快,这与文献[6]报道是一致的。