_型水性环氧树脂固化剂及其涂料性能
环氧树脂固化剂的类别与性能
环氧树脂固化剂的类别与性能根据多元分类法可将环氧树脂固化剂分为：显在型固化剂、潜伏型固化剂。
显在型固化剂为普通使用的固化剂，又可分为加成聚合型和催化型。
所谓加成聚合型即打开环氧基的环进行加成聚合反应，固化剂本身参加到三维网状结构中去。
这类固化剂，如加入量过少，则固化产物连接着末反应的环氧基。
因此，对这类固化剂来讲，存在着一个合适的用量。
而催化型固化剂则以阳离子方式，或者阴离子方式使环氧基开环加成聚合，最终，固化剂不参加到网状结构中去，所以不存在等当量反应的合适用量；不过，增加用量会使固化速度加快。
加成聚合型固化剂有多元胺、酸酐、多元酚、聚硫醇等。
其中最重要、应用最广泛的是多元胺和酸酐，多元胺占全部固化剂的71％，酸酐类占23％。
从应用角度出发，多元胺多数经过改性，而酸酐则多以原来的状态，或者两种、三种低温共融混合使用。
而潜伏型固化剂则指的是：这类固化剂与环氧树脂混合后，在室温条件下相对长期稳定(一般要求在3个月以上，才具有较大实用价值，最理想的则要求半年或者1年以上)，而只需暴露在热、光、湿气等条件下，即开始固化反应。
这类固化剂基本上是用物理和化学方法封闭固化剂活性的。
在显在型固化剂中，双氰胺、己二酸二酰肼这类品种，在室温下不溶于环氧树脂，而在高温下溶解后开始固化反应，因而也呈现出一种潜伏状态。
所以，在有的书上也把这些品种划为潜伏型固化剂，实际上可称之为功能性潜伏型固化剂。
因为潜伏型固化剂可与环氧树脂混合制成一液型配合物，简化环氧树脂应用的配合手续，其应用范围从单包装胶黏剂向涂料、浸渍漆、灌封料、粉末涂料等方面发展。
从国际合成树脂机构了解到，潜伏型固化剂在国外日益引起重视，可以说是研究与开发的重点课题，各种固化剂改性新品种和配合新技术层出不穷，十分活跃。
各种固化剂的固化温度各不相同，固化物的耐热性也有很大不同。
一般地说，使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的固化物。
对于加成聚合型固化剂，固化温度和耐热性按下列顺序提高：脂肪族多胺＜脂环族多胺＜芳香族多胺≈酚醛＜酸酐催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。
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］。
环保节能型水性环氧树脂性能改良的研究
环保节能型水性环氧树脂性能改良的研究1、引言环氧树脂涂料具有优良的综合性能,其品种多样。
一般溶剂型涂料的污染问题一直受到社会高度重视,以环保型产品代替传统产品是环氧树脂行业发展的必然趋势,研发水性环氧涂料替代溶剂型环氧涂料是近年来的研发方向。
水性环氧涂料具备不燃、无毒、无味、无溶剂排放等独到优势,属环保型产品;用水代替二甲苯-正丁醇溶剂,可节能1800~2700kcal/t,属节能型产品。
目前环氧水性化技术研究的重点和热点是自乳化法,即利用环氧树脂上的活性反应基团,把其它亲水基团或链段引入到环氧树脂结构中,使环氧树脂具有亲油亲水双亲性,从而实现环氧树脂水性化。
把环氧树脂改性为可乳化本体环氧树脂的乳化剂,此种环氧树脂水性方法,乳胶颗粒小,乳液稳定性较高。
自乳化环氧树脂领域中,较简便的乳化方式与体系即所谓I型水性环氧树脂体系,由低分子的液体环氧树脂、水和水性固化剂组成,环氧树脂同多胺加成物既作固化剂又作乳化剂,使用时将低相对分子质量的液体环氧树脂、固化剂和水加在一起,经高速充分搅拌混合均匀后,便可使用。
此种方法的缺点是制作固化剂时要真空脱出反应体系中过剩的游离多元胺,工艺复杂;体系黏度增加快,凝胶时间短（2～4h）,施工期短,且易出现相分离;固化物柔韧性和耐冲击性较差;适用期范围内体系流变性不稳定。
2、水性环氧涂料的配方改良设计通过对环氧树脂、水性环氧固化剂、颜填料以及各种助剂的选择,可制备性能不同的水性环氧树脂涂料。
因而在性能改良方面水性环氧树脂需考虑以下因素:2.1 固化剂水性树脂一般具有较低的分子量和较高的亲水性,但在成膜以后不应再有水溶性,可通过化学反应使大部分亲水基团和固化剂上的反应基团交联后,增加分子量降低亲水性。
最常用的固化剂为水性的甲醚化三聚氰胺甲醛树脂,也就是通常说的氨基树脂。
甲醚化氨基树脂分为A部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂,活性较高,烘烤温度一般在120℃以上,另外它在成膜过程中有自交联反应,得到的漆膜较硬;B完全（高度）甲醚化三聚氰胺甲醛树脂,需要的烘烤温度较高,一般140℃以上,几乎没有自交联,漆膜柔韧性稍好。
几种典型固化剂对环氧树脂涂料性能的阻碍
几种典型固化剂对环氧树脂涂料性能的阻碍摘要：本文选取了目前国内市场上经常使用的几种典型固化剂，进行了系统的应用测试，研究了不同类型的固化剂对环氧树脂类涂料性能的阻碍，在此基础上提出了环氧树脂涂料适用的固化剂方案以供大伙儿参考。
主题辞：固化剂环氧树脂涂料性能一前言目前国内市场上所用的环氧树脂固化剂品种繁多，所述功能也都有不同程度的夸张，而在实际利用中却发觉了很多问题，如何才能利用户正确选用固化剂产品，咱们在这一方面作了一些研究，从理论和实际应用中进行了具体探讨。
二、理论分析为了做好这次的对照研究，咱们选取了有代表性的几种固化剂样品进行了分析和实验，这几种样品别离是593固化剂、T31固化剂、651固化剂、810固化剂、酮亚胺固化剂、NX-2040等，对这几种固化剂，从文献和资料的介绍看，从其理论上分析具有以下特点： 593固化剂是二亚乙基三胺和环氧丙烷丁基醚加成反映的产物，其结构式 H2N-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH-CH2- CH-CH2-OC4H9 OH是能在室温下和环氧树脂起固化反映，由于其分子结构中含有C11 的长链结构，因此具有较好的韧性和弯曲、冲击强度。
T31固化剂是多胺、甲醛、苯酚经曼尼斯反映而成的曼尼斯加成多元胺，其分子结构大致如下： (略)T31固化剂是实际无毒品级的固化剂，应用平安，并能在低温下固化双酚A型环氧树脂，可在湿度80%和水下应用，固化收缩率小。
651固化剂是一种聚酰胺类环氧树脂固化剂，由桐油酸和多元胺反映制成的桐油酸二聚体多元胺，由于结构中含有较长的脂肪酸碳链和氨基，可使固化产物具有高的弹性和粘接力及耐水性，它的施工性能较好，配料比例比较宽，毒性小，大体无挥发物，能在潮湿的金属和混凝土表面施工，缺点是固化速度较慢，耐热性比较低，热变形温度低，耐汽油、烃类溶剂性差。
810固化剂是改性胺类固化剂，在水下、潮湿、低温（0℃）、干燥等条件下，均能固化环氧树脂，也可在带水的表面上进行涂装，具有良好的浸润性。
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。
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。
环氧树脂固化剂
环氧树脂固化剂产品说明书北京中德新亚建筑技术有限公司环氧树脂固化剂环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应形成网状立体聚合物把复合材料骨材包络在网状体之中使线型树脂变成坚韧形态的添加剂，包括多种类型。
一、水下专用环氧树脂固化剂产品特点：低粘度，低毒，低气味，低色相，韧性好应用范围：适合水下灌浆、水下修补砂浆、水下建筑结构胶、水下防腐涂料的配制；即使水下施工，优良的渗透性仍能使混凝土强度提高30%以上。
二、高温专用环氧树脂固化剂产品特点：常温活性高，潮湿面或水下固化强度好，韧性优秀，常温固化可长期在较高温环境中使用不至于因老化而导致粘接失效应用范围：可用于建筑结构胶粘钢、植筋、粘接玻纤碳纤、粘贴瓷砖、防腐防水等。
三、低温专用环氧树脂固化剂产品特点：能在低温至常温固化各种型号的环氧树脂，不需要后固化照常能达到较高的交联密度，气味小、毒性极低，韧性好，低温不脆裂，潮湿面粘接强度好，对大多数金属非金属建筑材质均具有很好的粘接强度；活化能低，放热不剧烈，不容易爆聚；25℃操作时间5～8分钟，30分钟基本固化。
应用范围：低温环境使用的粘钢、锚固、碳纤加固施工，冬季桥梁拼接胶，防水防腐涂料、快速修补砂浆及其它低温应用场合的粘接加固。
四、水性环氧树脂固化剂产品特点：亲水性、流平性好，表面光洁不粘手，分别同环氧乳液、自乳化环氧混合均匀可直接加水调节粘度，应用范围：推荐用于水性金属防腐底漆、水性地坪的底、中、面漆、水性环氧胶、水性环氧腻子、水性环氧砂浆、水性木器漆、水性彩砂美缝胶、水性环氧油墨、新旧混凝土界面处理剂等应用场合。
五、环氧树脂固化剂301+615产品特点：具有气味小、毒性低、粘度低、韧性极好，具表面活性对填充料亲和性好，不易沉淀，不含游离酚，不变色。
应用范围：可用于建筑结构胶粘钢、植筋、粘接玻纤碳纤、粘贴瓷砖、防腐防水等。
四、包装贮存环氧固化剂采用塑料桶包装20kg/桶或铁桶包装200kg/桶。
自生产之日起有效贮存期为6个月。
聚醚型水性环氧树脂固化剂的合成进行研究
聚醚型水性环氧树脂固化剂的合成进行研究第一步：原料准备。
合成聚醚型水性环氧树脂固化剂主要需要聚醚和环氧树脂。
聚醚可以选择聚异丁烯醚（PIB-OH）或聚氧化丙烯（PO）。
环氧树脂可以选择环氧水溶性树脂（EP）。
第二步：聚醚与环氧树脂混合。
将聚醚和环氧树脂按照一定的配比混合，可以经过机械搅拌或高剪切混合。
第三步：加入固化剂。
将合成的聚醚型水性环氧树脂固化剂中加入固化剂，一般为有机酸酐或酸酐类化合物。
固化剂的选用要考虑到其对环氧树脂的反应性和稳定性。
第四步：反应条件控制。
将合成的聚醚型水性环氧树脂固化剂进行反应，一般需要进行加热和搅拌。
反应温度和时间会对固化剂的性能产生重要影响，需要通过实验确定最佳条件。
第五步：纯化和干燥。
将反应后的聚醚型水性环氧树脂固化剂进行纯化，可以采用溶剂萃取、结晶、蒸馏等方法。
纯化后的固化剂需要进行干燥，以保证其质量和稳定性。
通过以上步骤，可以合成出高质量的聚醚型水性环氧树脂固化剂。
此外，还可以通过改变原料配比、反应条件和固化剂种类等手段来调节固化剂的性能。
在合成聚醚型水性环氧树脂固化剂时，需要注意以下几个方面：首先，要选择合适的原料。
原料的选择要考虑其性质和相容性，以及对产品性能的影响。
其次，要合理设计反应条件。
反应温度和时间的选择会影响固化剂的性能和产率，需要通过实验来确定最佳条件。
同时，还要进行产品的纯化和干燥处理。
纯化可以去除杂质，提高产品的质量；干燥可以提高产品的稳定性和保质期。
最后，还需要进行产品的性能测试和应用评价。
通过测试和评价，可以了解产品的质量和性能，以及对应用领域的适应程度。
总之，聚醚型水性环氧树脂固化剂的合成研究是一个具有挑战性和重要性的课题。
通过合理设计反应步骤和条件，可以合成出高性能的固化剂，满足不同领域的需求。
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。
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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
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湖南大学研制成功快干型室温固化水性环氧树脂固化剂
近 日， 士伯 （ ａｓａ ） 威 Ｖ ｌ ｒ 地区总部— — “ 士伯 （ 海 ） ｐ 威 上 企 业管 理有 限公 司” 上 海 正式设 立 。这是 威 士伯 集 团 的一 大 在 战 略布局 ， 标志 着威 士 伯对 中 国市 场 的高度 重视 ， 对 中 它 及 国投入 资源 的进 一步加 大 。 威士伯 作为世 界第六 大涂料 品牌 ，
升 级
全球领 先 的化 工技 术和特 种材料 公 司 以及 聚合 物乳液 全 球 领 先者 塞 拉尼 斯 公 司 日前宣 布 ，已对 亚 什 兰 （ ｈａｄ） Ａｓｌｎ 公
司 包 括 两 条 生 产 线 Ｖｎ ｃ ｉａ￣和 Ｆｅｂ ｎ ⑩ 内 的 部 分 资 产 完 成 ｌｘ ｏ ｄ 在
收购 ， 将 为塞拉 尼斯 聚合 物乳 液业 务实 现战 略性 发展 提供 这
化 的环氧 树脂涂膜 性能优异 。
离子水 ３ ％～ ５ ０ ４ ％。
塞 拉 尼 斯 完成 收 购 亚什 兰公 司产 品线
带锈 防锈 涂 料 实现 升 级
山东 蔚 阳集 团有限公 司与北京工业 大学联合 研发成功 Ｚ Ｙ 新 型带 锈重 防腐 涂 料系 列产 品。 们 将单 一 的渗 透型 、 定 他 稳 型 、转化 型产 品变为 多种 作用 机 理相 结合 的 多功 能涂 料 ， 其 特点 是底 面合一 、 固含量 、 黏度 、 污染 ， 使传 统防锈 高 低 无 并 漆 ２ａ 的防锈寿命 延长到 １ ， 动 了我 国带锈防锈涂 料实 现 ０ａ 推
上海 东 来 涂 料研 发 出水 性汽 车 单 组 分 实色 修 补 漆
东来 涂 料技 术 （ 海 ） 限 公 司研 制 出一 种水 性 汽 车单 上 有
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]。
环氧树脂型号及用途
环氧树脂型号及用途环氧树脂是一种具有优良综合性能的高分子材料，它具有优异的耐化学腐蚀性、机械强度、耐磨性、耐高温性、电气性能等特点，因此被广泛应用于各个领域。
本文将就环氧树脂的型号及用途进行详细介绍。
一、环氧树脂的分类1、按固化方式分类环氧树脂可以按照固化方式分为一组份和二组份两种。
一组份环氧树脂是指固化剂与环氧树脂在存储过程中已经混合均匀，使用时只需加热即可固化。
二组份环氧树脂则需要在使用时将环氧树脂和固化剂按一定比例混合后再进行加热固化。
2、按用途分类根据环氧树脂的不同用途，可以将其分为胶黏剂、涂料、封装材料、复合材料等几种。
二、环氧树脂型号及用途1、胶黏剂环氧树脂胶黏剂是一种高强度、高粘度的胶黏材料，广泛应用于航空、航天、汽车、电子、建筑等领域。
常见的环氧树脂胶黏剂型号有EP828、EP825、EP826、EP828等，它们具有优异的黏合性能、机械强度和耐热性能，可用于金属、陶瓷、玻璃、塑料等材料的黏接和修补。
2、涂料环氧树脂涂料具有良好的耐化学腐蚀性、耐水性、耐热性和机械强度，常用于钢结构、船舶、化工设备、地下管道等防腐涂料。
常见的环氧树脂涂料型号有EP420、EP506、EP634等，它们具有优异的耐腐蚀性能和耐候性能，可用于海洋、化工、电子等领域的防腐涂料。
3、封装材料环氧树脂封装材料是一种高性能的电子材料，具有优异的绝缘性能、耐热性能和机械强度，可用于半导体封装、电子元器件封装等领域。
常见的环氧树脂封装材料型号有EP30、EP31、EP33等，它们具有优异的耐高温性能和耐化学腐蚀性能，可用于航空、航天、电子等领域的封装材料。
4、复合材料环氧树脂复合材料具有优异的机械强度、耐热性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、体育器材等领域。
常见的环氧树脂复合材料型号有EP170、EP450、EP650等，它们具有优异的成型性能和耐热性能，可用于制造轻量化、高强度的复合材料制品。
三、结语环氧树脂是一种非常重要的高分子材料，具有广泛的应用前景。
水性环氧固化剂介绍
环氧涂料因其柔韧性好、收缩率低、耐化学品性优异、在金属水泥等无机材料上的附着力优异而被广泛应用于罐头内壁、工业地坪、集装箱等领域，目前作为一种重要的工业防腐涂料占据了市场的 40% 。
环氧树脂自身为热塑型的线性结构，其状态会随温度改变而发生变化，并不具有实用价值，必须与固化剂发生化学反应，最终生成一种高交联密度的热固型树脂才能展现其优异的理化机械性能.环氧树脂本身是一种热塑性树脂，需要加入固化剂使分子中的环氧基团反应开环，从而形成致密的交联网状结构，获得优良的应用性能。
因此，固化剂对环氧树脂固化后的性能有重要的的影响，如固化速度的快慢、交联程度的大小、施工性能的好坏等。
水性环氧固化剂作为水性环氧体系的重要部分，其组成和结构对水性环氧树脂的物理化学性能起决定性作用.根据水性环氧固化剂的作用，可以将水性环氧固化剂分为2类，既作为乳化剂，又作为交联剂的I型水性环氧固化剂和只作为交联剂的Ⅱ型水性环氧固化剂。
I型水性环氧固化剂与Ⅱ型水性环氧固化剂是相对于I、Ⅱ型水性环氧树脂体系而言的，可以很方便地根据所用的水性环氧树脂，选用功能适配的水性环氧固化剂，对于应用实践有很重要的参考意义。
I型水性环氧树脂体系基于液体双酚A／F环氧树脂，当与固化剂混合时，很容易形成同时含有环氧树脂和胺的乳液。
I型体系可以达到零VOC，固化速度快（活化期短），表面干燥速度慢，硬度低（分子量小，TG低），但固化膜太脆（最终交联密度，硬度高），耐蚀性和耐水性不足。
限制了其使用。
而且I 型水性环氧固化剂具合成比较复杂。
Ⅱ型水性环氧树脂体系采用固体环氧树脂预分散于水和共溶剂中。
该体系中，分散的树脂颗粒只含有固体环氧树脂，因此固化剂必须从水相迁移到分散的环氧颗粒中才能发生交联反应。
Ⅱ型水性环氧固化剂在混合初期不与环氧组分直接接触，从而延长了该体系的适用期，为实际施工提供了便利。
在该类体系中，固化剂与环氧乳液混合后，溶解在水中的固化剂分子会逐渐向乳胶粒子中扩散；与此同时，体系中的水分与溶剂挥发，使固化剂分子和环氧乳胶粒子堆积地更为紧密。
自乳化型水性环氧树脂固化剂的制备及性能
环氧 树 脂 固化 剂． 固化 剂 兼具乳 化功 能和 固化 功 能． 光 粒度 分 析 仪 的测 试 结 果 显 示 ： 该 激 用 自乳化 型水 性环 氧树 脂 固化 剂 乳化 的低相 对 分子 质 量 环 氧 树 脂粒 径 在 １ ｍ 左右 ， 乳 化性 能较 好． 对水 性环氧 树 脂涂料 涂 膜 后 的 性 能测 试 表 明： 涂 膜 的 适 用期 较 长 ， ６ｈ 该 达
ｐ ｉ ｒ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｔ ｒｗａ ｓ ｄ ｔ ｉ ｔ ｈ ｒ ｄ ｃ ｓ ｒ ｒ ｄ ｃ ｓａ ｄ ｗａ ｅ ｓ ｕ ｅ ｏ ｄ ｌ ｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ．Ｔｈ ａ ｅ ａ ｔｃ ｅａ ａｙ ｅ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｏ ｕ ｅ ｌ ｓ ｒｐ ｒ ｉｌ ｎ ｌ ｚ ｒｒ ｓ ｌｓｓ ｏ
以上 ； 干 时间较短 ， 表 一般 在 １ｈ左 右 ； 膜后 ８ｄ其硬 度 即达到 稳 定值 ， 度 为 ０ ７以上 ； 涂 硬 ． 附着力较好 ， 分涂 膜 的附 着力达到 了 １级 ； 部 涂膜 的透 明性及 耐酸 性都 较好．
关键 词 ：水性 环氧 树脂 涂料 ；自乳化 型 固化剂 ；乳 化作 用 中图分类 号 ： ＴＱ６ １ ２ ３． 文献标 识码 ： Ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｏｎｅ ｋ ｎｄ ｏ ｅｆｅ ｕ ｓｆ ｉ ｕｒｎ ｇ ｎ ｔ ｒ ｒ ｐ ｘｙ ｒ ｓｎ ｗａ ｓ ｎｔ ｓｚ ｄ ｉ ｆ ｓ ｌ－ ｍ ｌｉｙ ｎｇ ｃ ｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｏｆ ｗａ ｅ ｂｏ ｎｅ ｅ ｏ ｅ ｉ ｓ ｙ ｈｅ ｉｅ ｔ ｏ ｇｈ ｓ ｒｅ ｆｐｒ ｃ ｓ ｅ ｎ ｌ ｄｉ ｇ ｔ ｏｌｏ ｎ ｔ ｐｓ：ｆｒ ｔ ｈｅ ＴＥＴＡ ｓ ｅ ｄ ｃ ｐ ｄ ｗｉｈ ｈｒ ｕ ｅ ｉ ｓ ｏ ｏ ｅ ｓ ｓ ｉ ｃ ｕ ｎ ｈｅ ｆ ｌ ｗｉ ｇ ｓ ｅ ｉｓ ，ｔ ｗａ ｎ — ａ ｐｅ ｔ ｓ ｎ ｅ ｅ ｘｉ ｅ ｃ ｉ ｇｌ ｐｏ ｄ ｏｍｐ ｏｕｎ ｕｃ ｓ ＢＧＥ；ｓ ｃ ｎｄ，ｔ ｅ ｐ ｏｄ ｔ ｒ ｄｓｓ ｈ ａ ｅｏ ｈ ｒ ｕｃ ｓ ｆｏｍ ｈｅ ａ ｏｖ ｏ ｅ ｓ ｃ ｍｉａ ｌ ｔ ｂ ｅ ｐｒ ｃ ｓ ｈｅ ｃ ｌｙ ｒ ａ ｔ ｄ ｗｉｈ ｋｉ ｄｓｏｆｅ ｏｘ ｅ ｉ ｔ ｉｆ ｒ ｎｔＭ ；ｔ ｉｄ，ｉａ Ｈ Ａｃ ｗａ ｅ ｏ ｒ ａ ｔ ｗｉｈ ｔ ｅ ｃ ｅ ｔ ｎ ｐ ｙ ｒ ｓｎ ｗｉｈ ｄ ｆｅ ｅ ｈｒ ｃ ｓ ｕｓ ｄ ｔ ｅ ｃ ｔ ｈｅ
水性环氧涂料
水性环氧涂料产品简介：水性环氧涂料是以水为溶剂或分散介质的涂料。
水性环氧涂料包括水溶性环氧涂料和水乳化涂料。
水溶性涂料常常也称为电泳涂料，即树脂溶于水后形成均匀胶体溶液，若树脂离子带电荷，在直流电作用下，胶体粒子可用电泳在工件表面放电沉积。
分类：按分散体系可以分为：1) 水溶性环氧涂料水溶性环氧又可分为水溶性阴离子树脂涂料（阳极电泳涂料）和水溶性阳离子树脂涂料（阴极电泳涂料）。
常采用水溶性固化剂三聚氰胺甲醛树脂、苯代三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂和异氰酸酯封闭物等。
a) 水溶性阴离子树脂涂料的树脂由羟基含量较高的环氧树脂与酸、酸酐反应，再与胺中和得到水溶性阴离子型树脂。
b) 水溶性阳离子树脂涂料的树脂是由环氧树脂与胺加成，再引入半封闭的多异氰酸酯作交联剂，最后用酸中和而得到。
2) 水乳性环氧涂料水乳型环氧涂料是采用合适乳化剂将较低相对分子质量的环氧树脂乳化，并使其具有良好的储存和使用稳定性。
实用中常温固化型者大多是水乳化涂料。
1. 机械法也称直接乳化法，通常是将环氧树脂用球磨机、胶体磨、均质器等磨碎，然后加入乳化剂水溶液，再通过超声振荡、高速搅拌将粒子分散于水中，或将环氧树脂与乳化剂混合，加热到一定温度，在激烈搅拌下逐渐加入水而形成环氧树脂乳液。
机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单、成本低廉、所需乳化剂的用量较少。
但是，此方法制备的乳液中环氧树脂分散相微粒的尺寸较大，约10μm左右，粒子形状不规则，粒度分布较宽，所配得的乳液稳定性一般较差，并且乳液的成膜性能也不太好，而且由于非离子表面活性剂的存在，会影响涂膜的外观和一些性能。
2. 相反转法即通过改变水相的体积，将聚合物从油包水(w／o)状态转变成水包油(O／W)状态，是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，几乎可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，如在油／水／乳化剂体系中，当连续相从油相向水相(或从水相向油相)转变时，在连续相转变区，体系的界面张力最小，因而此时的分散相的尺寸最小。
水性环氧防腐涂料之参考配方
水性环氧防腐底漆之参考配方MH-6618和MH-6605两种固化剂均为脂环胺改性，MH-6618能乳化双酚A环氧及同类型的固化剂，韧性好，附着力好，耐盐雾性耐溶剂性好，但固化慢，凝胶时间长，而MH-6605固化快，抗沉性好，溶于水，耐盐雾优，硬度高。
采用复配的方式可加快固化速度，增强了涂膜附着力和韧性，中性盐雾试验均超过1000小时。
E-215和EP750均为自乳化的环氧树脂，前者为E-51结构的双酚A改性环氧，100%固含量，不含水和溶剂，后者为E-20结构的双酚A改性环氧，乳液型，56-57% 的固含量，因自乳化环氧对水油性固化剂及活性稀释剂的乳化作用，相容性好，乳胶粒子小，涂膜致密，耐盐雾性好等特点。
采用上述固化剂和环氧的相互配合，制作出水性钢结构防腐底漆，水性环氧金属防腐底漆，水性环氧富锌底漆等，可显著提升水性环氧底漆的耐盐雾性能。
以下配方也可在其余市场的水性防腐底漆上使用，客户可根据具体要求的差异对配方中原材料种类及加量做出调整，以下仅供参考。
）、水性环氧钢结构防腐底漆参考配方1）复配水性固化剂，以达到1小时表干的固化速度MH-661844.4 份MH-660520.5 份去离子水35.1 份合计100份36.68%活性氢当量380.白色乳状液体该复配固化剂固含量A组分：复配的水性固化剂40份分散剂0.3份消泡剂0.3份氧化铁红12.5 份三聚磷酸铝15份磷酸锌5份沉淀硫酸钡8.0份滑石粉8.2份云母粉 2.5份丁醇3份3%水性膨润土浆4份耐盐雾剂0.3份基材润湿剂0.3份流平剂0.3份增稠剂0.3份100份合计B组分：100份环氧128配比：100:202）生产工艺：1、M H-6618跟MH-6605预先在400-500转转速下搅拌3分钟，边搅拌边缓慢加入水，搅拌5分钟即可形成稳定的乳液。
2、水、分散剂、消泡剂，部分水性固化剂加入配料罐低速搅拌均匀。
3、缓慢加入颜填料、防锈颜料，高速分散15分钟。
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。
水性环氧树脂固化剂的研究进展
水性环氧树脂固化剂的研究进展王思学;杨建军;吴庆云;吴明元;张建安【摘要】水性环氧固化剂是水性环氧体系的重要组成部分,其组成和结构对涂膜的物理化学性能起决定性作用.本文介绍了环氧树脂固化剂的种类及优缺点;介绍了离子型和非离子型水性环氧固化剂的制备方法及发展概况;综述了近年来国内外有关水性环氧固化剂的改性技术,包括有机硅、有机磷、聚氨酯以及无机纳米粒子改性;展望了水性环氧固化剂的未来研究方向,指出了水性环氧固化剂应走功能化之路,对特殊环境、特殊行业具有适用性和专用性.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2018(048)008【总页数】6页(P55-60)【关键词】水性环氧固化剂;离子型;非离子型;改性;研究进展【作者】王思学;杨建军;吴庆云;吴明元;张建安【作者单位】安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4+93环氧树脂因其优异的附着力、电绝缘性、热稳定性和机械性能，在涂料、先进复合材料、工程塑料、电子电器材料等工业生产领域已得到广泛的应用[1-2]。
随着人们环保意识的不断提高，以水作为溶剂和分散剂的环氧涂料逐渐受到重视，水性环氧树脂具有VOC含量低、不易燃、安全无毒、施工性好等优点，成为环氧树脂技术发展的方向之一。
水性环氧固化剂作为水性环氧体系的重要部分，其组成和结构对水性环氧树脂的物理化学性能起决定性作用[3]。
国外对环氧固化剂的研究相对活跃，固化剂的品种更多并且保密性强，开发新型的环氧固化剂有利于开辟环氧树脂新用途[4-5]。
所以，水性环氧固化剂的研究是水性环氧树脂进入实质性应用阶段的关键。
Waterpoxy防腐系统水性环氧固化剂和环氧乳液
Waterpoxy防腐系统水性环氧固化剂和环氧乳液(水性固化剂和环氧乳液)随着对毒性和环境珍惜的关注程度的提高，水性环氧体系在所有涉及的领域(包括防腐)变得愈来愈具有吸引力。
此系统具有下述特殊性能：环境友好低气味不可燃易于设备清理低到中等的毒性基于水性环氧的涂料大大减少了配方者在溶剂型体系中所碰着的来自环境法规的压力和困扰，而且水性环氧涂料所具有的专门性能已经被人们认可，乃至可能超过溶剂型体系。
WATERPOXY是一种自乳化水性环氧体系，这意味着作为该聚合物的专门性能，乳化作用不需要通过外加乳化剂来达到。
为了知足配方者的具体要求，科宁水性体系包括不同的水性固化剂、液体和固体环氧树脂以达到性能的平稳。
II.所提供产品1)固化剂产品描述活性含量%平均氢当量WATERPOXY 603水性的聚酰胺50190 WATERPOXY 801水性的胺加成物6099 WATERPOXY 751水性的胺加成物60225 2)环氧树脂产品描述活性含量%平均环氧当量WATERPOXY 1455固体环氧树脂的水乳液561050 WATERPOXY 1422固体环氧树脂的水乳液541200 CHEM RES E20未改性液体(双酚A)100190 CHEM RES E30未改性液体(双酚A/双酚F)100190 III WATERPOXY能提供哪些性能?WATERPOXY能提供水性系统的全数产品，包括：底漆、自流平、清漆和面涂色漆。
气味明显减少并能达到快速固化时刻。
WATERPOXY 603 50%的聚酰胺型水溶液固化剂，与液体环氧树脂结合形成水性涂料。
WATERPOXY 603型涂料体系具有较好的粘接性，和低气味和高光泽，尤其适用于内涂。
WATERPOXY 801水可还原环氧固化剂与乳化环氧树脂结合可产生高功用的具有优良的防腐及耐化学性能的工业和维修涂料。
当与WATERPOXY 801和WATERPOXY 1422结合形成的低溶剂含量配方具有适用期长但膜快速固化的性能，可快速砂磨和再涂。
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文章编号:1007-9629(2000)04-0349-06Ⅰ型水性环氧树脂固化剂及其涂料性能陶永忠, 陈 铤, 顾国芳＊(同济大学材料科学与工程学院,上海200092)摘要:采用低相对分子质量液体环氧树脂与非离子表面活性剂(BM J )反应合成BM J -环氧加成物,将表面活性链段引入到环氧树脂分子链中,然后经封端和成盐得到Ⅰ型水性环氧固化剂.研究了影响Ⅰ型水性环氧固化剂及其所配乳液涂料性能的因素,并对乳液的稳定性、固化速率和涂膜硬度等性能进行了评价.关键词:水性涂料;Ⅰ型水性环氧固化剂;表面活性剂中图分类号:O 633.13 文献标识码:A收稿日期:2000-07-17;修订日期:2000-09-18作者简介:陶永忠(1975-),男,湖北人,同济大学博士生.＊通信联系人.1 环氧树脂涂料的发展概况环氧树脂具有优异的性能,如附着力高,耐化学性、耐溶剂性优异,硬度高,耐磨性好等,已在工业上获得广泛的应用.用环氧树脂配制的涂料属高性能涂料,可用于机械设备、厨具、家具、工业地坪等.传统的环氧树脂涂料通常为溶剂系统或无溶剂系统.由于对环境保护的要求日益迫切和严格,不含有机溶剂(VOC -free )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.国外从20世纪70年代起开始开发水性环氧系统[1],然后陆续进行商品生产.例如Shell 公司的EPI -REZ 3522WY55和Henkel 公司的Waterpox y140等.国内尚无此类商品的生产.作为涂料使用,水性环氧树脂不造成空气污染、气味低、不燃和施工工具易于清洗,具有很大的社会效益和经济效益.2 水性环氧系统的分类水性环氧系统一般分为两类[2]:(1)Ⅰ型水性环氧系统.Ⅰ型水性环氧系统由低相对分子质量(文中相对分子质量均简称为分子量)液体环氧树脂(环氧当量190左右)和水性环氧固化剂组成.低分子环氧,通常为双酚A 型液体树脂,如国产的环氧E -51(环氧618),Shell 公司的EPON 828等.树脂作为双组分的一个组分一般不乳化,而由固化剂在使用前混合乳化,当然也有预先用表面活性剂乳化的.对前一种情况,Ⅰ型水性环氧固化剂必须既是交联剂又是乳化剂,这类固化剂以多胺为基础,在其分子中引入具有表面活性的链段,使它成为两亲性的分子,从而具有很强的乳化作用.由于采用液态的树脂,Ⅰ型水性环氧系统中不必加入溶剂,该体系的VOC 可为零.(2)Ⅱ型水性环氧系统.Ⅱ型水性环氧系统由高分子量固体环氧树脂(环氧当量500左右),如国产的环氧E -21,及水性环氧固化剂组成.高分子量环氧树脂在室温下为固体,软化点为60～80°C .因此一般由生产厂预先配制成乳液.3 Ⅰ型水性环氧固化剂Ⅰ型水性环氧固化剂是多乙烯多胺的改性产物.它合成的技术路线:采用低分子量液态环氧树第3卷第4期2000年12月建 筑 材 料 学 报JO URN AL O F BUI LDI NG M A T ERIA LS Vol .3,No .4Dec .,2000350 建 筑 材 料 学 报第3卷 脂与非离子表面活性剂(以BMJ表示)反应生成端基为环氧基的BMJ加成物,然后再与多乙烯多胺加成,形成既含有表面活性作用的链段又且端基为—NH2的加成物.为了提高它与环氧树脂的相容性、降低伯胺氢的含量,以延长水性环氧体系的适用期,再用单环氧化合物(脂肪族及芳香族)与伯胺氢反应,封闭部分伯胺氢.与单环氧化合物加成后,环氧体系亲水性有所下降,因此还必须考虑亲水亲油平衡,使它仍具有良好的水可分散性.采用的办法是加入醋酸使之成盐,这一方面可进一步封闭部分伯胺氢,另一方面又能适当提高亲水性,使改性后的固化剂有良好的亲水亲油平衡.4 实验部分4.1 主要原料环氧树脂618(E-51):环氧值0.51,上海树脂厂;BM J:化学纯,上海化学试剂公司;三乙烯四胺(TETA):化学纯,上海染化十四厂;丁基环氧丙基醚(BGE):化学纯,上海化学试剂公司;冰乙酸(HAc):分析纯,上海化学试剂公司.4.2 测试方法4.2.1 乳液的离心稳定性将一定量的乳液装入80-2B型台式离心机配套试管并进行离心试验,控制一定的转速,观察乳液是否出现分层、破乳现象,并记录相应的时间.4.2.2 环氧值及乳液粘度的测定环氧值的测定采用盐酸丙酮法[3];乳液的粘度采用NDJ-79型旋转式粘度计测定.4.2.3 涂膜硬度参照GB1730—79,用QTX-Ⅰ型涂膜弹性测定器,即摆杆式硬度计测定涂膜硬度.按GB1727—79《涂膜一般制备法》进行底板处理和涂膜制备,连续测定7d,观察涂膜硬度变化,并求得涂膜的硬度X:X=t/t0,式中:t为摆杆在涂膜上从6°—3°的平均摆动时间;t0为摆杆在标准玻璃板上从6°—3°的平均摆动时间.4.3 Ⅰ型水性环氧固化剂的合成BMJ与环氧树脂反应:将环氧618和BM J(当量比2∶1)在催化剂存在下于90～110°C反应,每隔1h测定一次环氧当量.环氧当量达到理论值时即停止反应.在整个反应过程中,既要控制好温度,又要控制好搅拌速度.尤其在反应初期会由于放出大量热量而使温度显著升高,应设法进行冷却,避免发生凝胶.环氧-多胺加成物的合成:取上述产物,将之与2当量环氧618及一定当量的三乙烯四胺在60～80°C下反应3～5h,反应结束后加水稀释到固含量(质量分数,下同)为80%,并继续搅拌0.5h.封端:控制反应温度为60°C,用滴液漏斗滴加一定当量的丁基环氧丙基醚(BGE),约0.5h滴完,然后在60°C下继续反应1h.成盐:室温下缓慢加入醋酸,成盐率为20%.由于反应放热,温度会上升,然后逐步降低.等温度降至50°C时再进行加热,控制反应温度在60°C,保持反应1h.然后在60°C下加水稀释到固含量为50.0%左右,继续搅拌0.5h后停止加热和搅拌.4.4 Ⅰ型水性环氧可固化乳液涂料的配制将Ⅰ型水性环氧固化剂倒入烧杯,在高速搅拌下缓慢加入环氧618,加完后再继续搅拌5min,即配成Ⅰ型水性环氧可固化乳液涂料.胺氢与环氧基的当量比为1∶1.5 结果与讨论5.1 乳液稳定性5.1.1 固化剂中BM J分子量对乳液离心稳定性的影响将Ⅰ型水性环氧固化剂与环氧树脂配制成乳液并进行离心稳定性测试,转速为1000r/min.在乳液固含量、当量比相同的情况下,考察BM J 分子量对乳液稳定性的影响.结果见表1.表1 BMJ 的相对分子质量对乳液稳定性的影响Table 1 Effect of relative molecular mass of B MJ on emuls ion stabilityRelative molecularm ass of BM JAppearance of emulsion Centrifugal stability 10min 20min 30min 1000M ilk white ,sl ight yell ow Not separated Not separated Separated 4000M ilk white Not separated Not separated Not separated 6000M ilk w hite w ithl igh t bl ue Not separated Not separated Not separated 从表1可以看出,BMJ 分子量越高,所配制乳液的离心稳定性越好.BM J 的分子量越高,具有表面活性作用的分子链段越长.在与环氧树脂混合时,如维持固化剂与环氧树脂的当量比相同(1∶1),则混合后的体系中BMJ 所占的质量比也就较高,其乳化作用较强,因而能形成稳定的水包油乳液,乳液的稳定性提高.5.1.2 合成Ⅰ型水性环氧固化剂时胺氢与环氧基的当量比对乳液稳定性的影响采用分子量为1000的BM J ,以不同的胺氢和环氧当量比合成Ⅰ型水性环氧固化剂,这些固化剂所配制的环氧乳液的稳定性见表2.表2 胺氢与环氧基的当量比对乳液稳定性的影响T able 2 Effect of equivalent ratio of amine hydrogen and epoxy on emulsion stabilityEquival ent ratioAppearance of emulsion Centrifugal stability 10min 20min 30min 6.4∶1M ilk white Not separated Not separated Not separated 8∶1M ilk white ,sl ight yell ow Not separated Not separated Separated10∶1M ilk white ,yellow Separated 从表2可以看出,胺氢与环氧基的当量比低的,其乳液的稳定性好.三乙烯四胺中含有6个活泼氢,环氧树脂中含有2个环氧基.胺氢与环氧基的当量比为6∶1时,相当于三乙烯四胺与环氧树脂的摩尔比为2∶1.这样反应后形成一部分为端基是胺基的既含环氧树脂链段又含BMJ 的分子,一部分为端基是胺基的只含环氧树脂链段的加成物.因而它既是环氧树脂的固化剂,又是环氧树脂的乳化剂.胺氢与环氧基的当量比高于6∶1时,则所形成的加成物中含有部分过量的三乙烯四胺.当量比越高,所形成的加成物的胺氢当量越低.与环氧树脂混合时,如维持环氧树脂与固化剂的当量比相同,固化剂的质量比就较低,混合后体系中BMJ 的量也就相应较少些,其乳化作用较弱,因而不足以形成稳定的乳液.5.2 Ⅰ型水性环氧体系的固化与成膜水性环氧涂料是一种乳液涂料,但其成膜机理不仅与一般聚合物乳液涂料的成膜机理有很大区别,同时也与溶剂型环氧体系的有很大不同.聚合物乳液涂料的成膜过程为物理或物理化学过程.聚合物乳液中的聚合物颗粒具有较低的玻璃化温度,在水蒸发后形成紧密堆积结构,在毛细管压力作用下聚集而成膜.环氧树脂涂料为反应型的双组分涂料,其成膜过程既有物理过程又有化学过程.在溶剂型环氧体系中,环氧树脂与固化剂都以分子形式处于溶液中,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十分完全,所形成的膜是均相的.水性环氧体系为多相体系,环氧树脂为分散相,胺固化剂为连续相,因此固化反应首先在界面上发生,同时固化剂逐渐扩散到环氧树脂分散相中去进一步使环氧固化[4].假定环氧乳液中分散351 第4期陶永忠等:Ⅰ型水性环氧树脂固化剂及其涂料性能 相的粒径为500nm,密度为1.16g/mL,环氧的分子量为1000,并忽略其在水中的溶涨,则可计算出每个环氧颗粒中约含有4.6×107个分子.所以水性环氧体系的固化是由扩散过程控制的,与溶剂型环氧体系相比,其固化是一个复杂的过程,固化时间长而且较不完全和不彻底,固化程度取决于以下几个因素:(1)分散相的粒径.粒径越小,固化越易趋于完全.(2)分散相环氧颗粒的粘度和玻璃化温度.Ⅰ型水性环氧中分散相树脂处于液态,但随着固化反应的进行,环氧颗粒表面层的粘度不断上升,甚至成为固体,其玻璃化温度也会逐渐上升,使固化剂的扩散越来越困难.(3)胺固化剂与环氧的相容性.胺固化剂与环氧的相容性越好,它越容易向树脂内扩散,有利于固化.在成膜过程中,随着水分的挥发,环氧颗粒与胺固化剂形成紧密堆积.如果这时环氧颗粒仍是液态或其玻璃化温度仍低于室温,环氧与固化剂的相容性良好,则可形成均相透明和有光泽的膜.反之如搁置时间太长,环氧颗粒的玻璃化温度升高,就可能形成不完全均相的膜,透明性和光泽度低,甚至不能成膜.5.2.1 BM J分子量对水性环氧体系固化性能的影响图1为以分子量分别为1000和4000的BMJ、胺氢/环氧当量比为6.4∶1合成的Ⅰ型水性环氧固化剂与环氧树脂混合后所得水性环氧体系的粘度随时间的变化曲线.由图1可以看出,BM J分子量越大,乳液的固化速率越快.如前所述,固化剂向分散相的扩散速率对水性环氧体系的固化起着决定性的影响.BM J分子量越大,具有表面活性作用的链段越长,在混合体系中所占的比重越大;在胺氢与环氧基的当量比相同的情况下,它对环氧树脂的乳化能力也就越好,生成的环氧乳胶粒尺寸较小,在环氧树脂分散相表面发生固化反应后有利于固化剂向环氧乳胶粒内部扩散,相应的固化速率也有所增大,宏观上表现为体系粘度增长较快.5.2.2 胺氢与环氧基当量比对水性环氧体系固化速率的影响以胺氢与环氧基当量比为6.4∶1,8∶1,10∶1,BMJ的分子量为1000合成Ⅰ型水性环氧固化剂,它与环氧树脂配制的固化体系的粘度随时间的变化曲线见图2.图1 BM J的相对分子质量对固化速率的影响Fig.1 Effect of relative molecular mass of BM J on curingspeed图2 胺氢与环氧基当量比对固化速率的影响Fig.2 Effect of N H2-H/epoxy equivalent ratio on curing speed 由图2可以看出,在其它条件相同的情况下,胺氢与环氧基当量比越大,乳液固化速率越慢,固化时间也就越长.如前所述,当胺氢与环氧基当量比较大时,体系中有不含BM J链段的多胺环氧加成物以及部分游离的多胺,同时乳液中有表面活性作用的链段所占的比重较小,乳化作用较弱,导致乳胶粒尺寸较大,固化剂向环氧乳胶粒内部扩散需要的时间越长,因而乳液固化速率越慢;同时,游离的多胺主要分散在水相中,它与环氧分散相相容性较差,它首先需通过包覆在环氧乳胶粒表面的“薄膜”才能和环氧树脂发生交联固化反应,因而向分散相的扩散速率较慢.5.3 涂膜硬度5.3.1 BM J分子量对涂膜硬度的影响图3为BMJ的分子量为1000和4000,胺氢/环氧当量比为6.4∶1时制得的水性环氧体系的352 建 筑 材 料 学 报第3卷 硬度曲线. 由图3可明显看出,BMJ 分子量越大,涂膜硬度越小.这是因为BM J 分子量较大时,涂膜干燥后含具有表面活性的链段较多,即乳化剂含量相对较高,由于它在体系中起着内增塑作用,因而制得的涂膜硬度较低.另外,乳化剂含量太高,涂膜也易从空气中吸收水分,从而使得涂膜硬度下降.5.3.2 胺氢与环氧基的当量比对涂膜硬度的影响图4为当胺氢与环氧的当量比为6.4∶1,8∶1,10∶1时制得的水性环氧体系的硬度曲线.图3 BM J 的相对分子质量对硬度的影响Fig .3 Effect of relative molecular mass of BM J onhardness 图4 胺氢与环氧基当量比对硬度的影响Fig .4 Effect of N H 2-H /epoxy equivalent ratio on hardness 从图4可以看出,胺氢与环氧基的当量比较小时,涂膜的固化速率较快,能在较短的时间内硬化,体系7d 后的硬度较高,可达到0.6以上.在其它条件相同的情况下,胺氢与环氧基的当量比较大时,体系中BMJ 含量较少,环氧树脂被乳化后颗粒尺寸较大,多胺环氧加成物固化剂扩散进入乳胶粒内部的速率也较慢,固化反应进行得不完全,因而硬度较低.5.4 其他性能对水性环氧的耐水性、光泽度和柔韧性及耐化学性也进行了初步的考察,结果如表3所示.合成时采用BM J1000,胺氢与环氧的当量比为6.4∶1,固化剂与环氧树脂的当量比为1∶1.表3 Ⅰ型水性环氧树脂的其他性能Table 3 Other properties of type Ⅰwaterborne epoxy resinPropertyTest result Test method W ater res istance (96h ,25°C )No blisters ,not peeling GB 1733—93Glos s0.69GB 1743—79Flexibility (0.5mm ,25°C )No crazes ,crack s or peel ing GB 1731—79Alkali resistance (5%NaOH w ater s olution ,96h )No blisters ,l oss of glos s GB 1763—79Acid resistance (5%H 2S O 4w ater s olution ,96h )Bl isters ,peeling GB 1763—79 由表3可见,所合成的Ⅰ型水性环氧的耐水性和柔韧性较好.由于在固化剂的分子中已结合进了BMJ 的链段,环氧树脂在固化后的分子链中包含了BM J 链段,它起着一定的内增韧作用,从而改善了环氧的脆性.但相应地其硬度则低于溶剂型环氧(一般为0.8～0.9).它的光泽度也较溶剂型的低,说明水性环氧与其固化剂之间的相容性还有待提高,同时耐酸碱性也需进一步改进.6 结论1.通过将有表面活性作用的分子链段引入到胺固化剂的分子中去,同时采用封端和成盐的方法,可得到既有固化作用又有乳化作用且相容性良好的Ⅰ型水性环氧固化剂.2.采用高分子量BM J 合成的固化剂来乳化环氧树脂,所配制的乳液稳定性很好,但其涂膜性353 第4期陶永忠等:Ⅰ型水性环氧树脂固化剂及其涂料性能 354 建 筑 材 料 学 报第3卷 能较差,硬度较小;而用低分子量BM J合成固化剂乳化环氧树脂所配制的乳液稳定性一般,但涂膜性能较好.从这一点讲,BMJ1000是较为合理的单体,但也可以采用BM J1000和BM J4000的混合物来制备Ⅰ型水性环氧固化剂,以此来提高乳液的稳定性.3.胺氢与环氧基的当量比控制在6.4～8之间为好,这样BMJ分子链段所占比重较大,乳液有较好的稳定性,涂膜也有较好的机械性能.4.所合成的水性环氧体系具有较好的乳液稳定性、涂膜硬度和耐水性、柔韧性,但其耐酸碱性有待进一步改进.参考文献:[1] Richardson F.W aterborne epoxy[J].Pigment and Res in Tech,1973,5:41-43.[2] M ichael Van De M ark,Ku rt A Kirby.Formul ation of w aterborne epoxy[J].American Paint and Coating,1997,(1):20,21.[3] 龚云表,石安富.合成树脂与塑料手册[M].上海:上海科技出版社,1994.416.[4] Gillham J K,Wisanrakkit G J.Film formation of waterborne epoxy[J].Coating Tech,1990,62(783):35.Synthesis and Property of TypeⅠWaterborneEpoxy Curing Agent and Its CoatingTAO Yong-zhong, CHEN Ting, GU Guo-fang(School of Materials Science and Engineering,Tongji University,Shanghai200092,China)A bstract:Water reducible curing agent for typeⅠw aterbo rne epoxy system was synthesized.Low relative molecular mass epoxy resin was reacted with an nonionic surfactant to form an adduct w hich w as then reacted with excess polyethylene polyamine to form epox y amine adduct w ith terminated amine group and segment of surfactant in molecular chain.To prolong pot life of w aterborne epoxy coating monog ly cidyl ether w as used to cap part of primary amine hydrogen.Finally the adduct was salted w ith acid to achieve better hydrophilic and lipophilic balance.The resulted curing agent show s both abilities to disperse epo xy resin and cure the resin.The effects of relative molecular mass of BM J and equivalent ratio of amine hydrogen/epoxy on em ulsion stability,curing speed and coating film hardness were investigated.Key words:w aterborne coating;typeⅠw aterborne epoxy curing agent;surfactant。