巴陵石化汤冬英--两步法与一步法固体环氧树脂性能比较

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氧
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两步法与一步法固体环氧树脂性能比较
2、内在质量情况
A、CYD-803、CYD-014与国外厂家同类产品红外谱图之对比分析：
CYD-803
CYD-014
国外厂家
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两步法与一步法固体环氧树脂性能比较
B、 804L与国内厂家同类产品凝胶色谱分析结果：
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五、高档环氧防腐粉末涂料用环氧树脂
1、高档环氧防腐粉末涂料主要组成
环氧树脂
固化剂
环氧粉 末涂料
填 料
促进剂
助 剂 环 氧 树 脂 事 业 部
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2、基本配方
基本配方举例： 材料名称 双酚A型环氧树脂 酚醛改性环氧树脂 改性环氧树脂 酚类固化剂 2-甲基咪唑 颜填料及其他助剂 型号 CYD-804 GT-7225 ES-202 V-206 例一 100 0 0 20～30 0.6～0.8 适量 例二 70～95 5～30 0 20～30 0.6～0.8 适量 例三 70～90 0 10～30 20～30 0.6～0.8 适量
和环氧基含量，在固化时与金属表面原子形成较强的键能，增加环氧树脂在金属
表面的附着力，且结合了双酚A型环氧树脂较高韧性、较高软化点，以及酚醛型 环氧树脂耐热、耐磨、耐化学腐蚀及对基材附着力较高的优点。
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2. 500
两步法与一步法固体环氧树脂性能比较
CYD-805 固化反应 热测试
国内某品牌
900系列凝胶色谱图
804L
804L凝胶色谱图
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C、分子量对比如下： 生产厂家 巴陵石化 国内厂家 牌号 804L 900系列 数均分子量（Mn） 3747 3575 重均分子量Mw) 8574 8142 Mn/Mw 2.28862 2.27719
2 、环氧树脂关键技术指标对涂膜性能影响
A、分子量: 分子结构中不同的“n”值决定了树脂的分子量和最终的涂膜性能。 a、聚合度“n”与分子量和软化点的关系： 树脂类型 CYD-011、CYD-801 CYD-012、CYD-802 CYD-014U、CYD-803U CYD-014、CYD-804 CYD-805 CYD-017 “n” 2.5 3.5 4.5 5.5 7.1 11.0 环氧当量（g/eq） 450-545 550-700 700-850 850-1000 1050-1300 1600-2000 软化点（℃） 60-80 75--90 88--100 92--107 110--115 117--130
CH CH2
O
C CH3
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巴 陵 石 化 分 公 司 四、性能特点
两步法与一步法固体环氧树脂性能比较
1、 两步法系列环氧树脂与一步法环氧树脂性能区别
A、分子量分布不同：
两步法分子量分布
一步法分子量分布
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B、两步法系列环氧树脂软化点比等当量的一步法环氧树脂要高 C、两步法合成的环氧树脂比一步法合成的环氧树脂其流平性要低、粘度要高； 配成粉末后其玻璃化温度要高、冲击强度也高。
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八、结论
1、采用扩链法生产CYD-800系列产品能够满足管道粉末涂料应用。 2、CYD-800系列产品同国内外同类产品相当。 3、高性价比（成本性）、层接高粘接性（高Tg）、节能环保的两步 法固体环氧树脂产品是粉末涂料行业发展的必然趋势。
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二、产品技术指标
产品牌号 环氧当量 （g/eq） 软化点（℃） 粘度（25℃） 色泽（≤）
CYD-803 CYD-803U CYD-804
CYD-804L CYD-805
700～900 730～840 900～1000
890～940 1050～1300
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一、两步法固体环氧树脂的应用领域
两步法固体环氧树脂主要应用于具有特殊功能、提供特种用途的表面涂装 材料。它不仅可以起到传统的保护和装饰等作用，还赋予材料各种特殊功能，主 要包括绝缘、导电、防污、耐热、阻燃、防辐射等多种功能。 两步法固体环氧树脂除了具备无溶剂的环保特点以外，在对建筑钢筋的保 护方面表现突出，其优异的性能使功能型粉末涂料具有多种用途 ：
1、重防腐粉末涂料
主要用于管道、阀门、管件、包装容器、设备及钢筋、钢绞线的防腐保护涂
装。
2、电气绝缘粉末涂料
主要用于电子元器件封装和各种电气绝缘涂装。
3、低温固化粉末涂料
节能型粉末涂料。特别适用于热敏材料（弹簧、木材、中密板等）的涂装。
4、装饰性保护涂料
用于一般金属制品，涂料既有好的防腐保护，又有较好的装饰性，例如各类 消光型 、美术型和高光型粉末涂料。
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前言：
环氧树脂(EP)是大分子主链上含有醚键和仲羟基，同时两端含有环 氧基团，这使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不 熔基团的一类聚合物的总称。环氧树脂是一类重要的热固性树脂，具有 优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、 耐高低温性能。由于其收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，在胶 粘剂、涂料、电子电气绝缘材料、增强材料及先进复合材料等领域得到 了广泛应用。 环氧树脂按在室温下的状态可分为液体环氧树脂和固体环氧树脂。 液体环氧树脂可用作浇注料、无溶剂胶粘剂和涂料等。固体环氧树脂可 用于粉末涂料和固态成型材料等。固体环氧树脂的生产又可分为一步法 和两步法。本文重点讨论两步法固体环氧树脂的性能应用以及与一步法 固体环氧树脂的比较。
2012 年四季度，巴陵石化自主开发的 20000 吨 / 年 二步法固体环氧树脂装置一次性开车成功，服务于粉 末涂料行业高端产品的 CYD-803 、 CYD-803U 、 CYD-804 、CYD-804L、CYD-805等系列产品陆续投放市场。 巴陵石化愿与粉末涂料同行携手合作，服务至上 ，勇于创新，为共同提升国内粉末涂料领域的技术水 平而不懈努力。 环 氧 树 脂 事 业 部
2. 000
1. 500
1. 000
60.0Cel 0.211893mJ/deg.mg -46.1mJ/mg
0. 500
DSC m W
0. 000 0.194767mJ/deg.mg
54.9Cel
-52.7mJ/mg
0. 500
1. 000
58.5Cel 0.215087mJ/deg.mg -57.5mJ/mg
90～96 88～98 96～107
95～105 110-115
O～U O～S T～ X
/ /
2 2 2
1 1
备注：参照品牌以巴陵石化生产的二步法固体环氧树脂型号为例。
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三、生产工艺过程
两步法固体环氧树脂主要分两步合成：第一步由 BPA和ECH在碱的作用下 缩聚反应，生成低分子量的基础环氧树脂；第二步以低分子量的基础环氧树脂为 原料，加入一定配比的 BPA和催化剂继续反应，低分子量的基础环氧树脂和 BPA 在催化剂的离子型引发作用下进行链引发、链增长以及链中止反应，生成高档防 腐粉末涂料用800系列环氧树脂。
160. 0
180. 0
200. 0
220. 0
240. 0
环氧树脂固化反应热为46-57.5J/g,符合重防腐粉末涂料固 化放热≥45 J/g的要求。 环 氧 树 脂 事 业 部
n D D S C m W /m i
155.7Cel 0.205mW
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两步法与一步法固体环氧树脂性能比较
汤冬英、袁罗云、许宏
中国石化集团资产经营管理有限公司巴陵石化分公司环氧树脂事业部
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两步法与一步法固体环氧树脂性能比较
摘要： 通过改变环氧树脂合成方法，即由一步直接合成法（一
步法）改为两步扩链增长法（两步法）生产的环氧树脂，满足管 道重防腐涂料应用。 关键词：环氧树脂；扩链；应用
+
C、玻璃化转变温度(Tg)： 低Tg -
与固化剂配比敏感性
粘度
+
高Tg 粉末贮存稳定性 +
+ +
粉末热稳定性
柔韧性 附着力
+
-
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两步法与一步法固体环氧树脂性能比较
D、粘度： 低粘度 高粘度
+
+ + -
流平性
光泽 对颜料浸润性 颜料分散性 贮存稳定性
+ +
从综合性能上考虑，建议选择CYD-803U环氧或CYD-804L环氧树脂，CYD-801、 CYD-802环氧也可以使用，但贮存稳定性稍差。管道重防腐环氧粉末涂料最好选 择CYD-805、CYD-804L、CYD-803。
通过上述综合分析，巴陵石化两步法固体环氧树脂系列与国内外厂家的同类产品 内在质量基本相同，但分子量相对要大。
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七、市场应用情况
巴陵石化 CYD-803U产品在广东、华东多家粉末涂料厂家使用后，均能够满 足客户的生产线工艺要求，产品技术指标与外资品牌相当，制成的涂料产品得到 下游的一致好评。 巴陵石化 CYD-804L 产品经北京、河北、天津等粉末涂料厂家使用后，基本 性能都能达到要求，与部分外资品牌相比，其分子结构一致，但分子量大小不一 样，制成粉末后的固化放热量为 48-52mj/mg。根据粉末涂料行业新技术和新工艺 的要求，我们将进行产品结构调整，生产出高软化点、高玻璃化转变温度（Tg） 而反应活性更大的特种产品，更好的满足市场需求。
高档环氧粉末涂料的固化温度一般在180-220℃，选用的颜填料在此温度下应稳定， 以使涂膜在固化过程中不发生变色、性能降低等问题。
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3、产品推介
A、CYD-801~ CYD-804系列: 采用两步法合成的双酚A型中分子量环氧树脂，由于聚合物中羟基含量高， 产品固化时交联密度增加，具有应用性能好，附着力强，机械性能强等特点。其 中CYD-803U占到高档粉末涂料市场的30%。 B、CYD-805产品: 在双酚A型环氧树脂中引入邻甲酚醛环氧树脂，从而增加环氧树脂中醇羟基
六、国内外同类产品指标比较
1、质量指标
生产厂家 巴陵石化 国外厂家 巴陵石化 国内厂家 牌号 CYD-803U 663U CYD-804L 900系列 环氧当量 （g/eq） 730-840 730-840 890-940 830-870 粘度 （25℃cmPa.s） O-S O-S O-S T-U 色泽 （＃） ≤2 ≤2 ≤1 ≤1 软化点 （ ℃） 88-98 90-98 95-105 94-105
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b、分子量与涂膜性能的关系： 分子量低 + + + 颜料的分散与浸润 流平性 反应性 分子量高 -
-
边角覆盖率
冲击性能 贮存稳定性
+
+ +
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B、官能度： 一个线型双酚A环氧树脂中大约有两个环氧基团 低官能度 高官能度
1. 500 64.5Cel 87.0Cel -1.462mW
2. 000
-47.5mJ/mg
186.9Cel -1.693mW
2. 500
57.2Cel 0.291414mJ/deg.mg -48.1mJ/mg
40. 0
60. 0
80. 0
100. 0
120. 0
140. 0 T em p C el
O H2C CH CH2 O CH3 C CH3 CH3 OH O CH2 CH CH2 O m1 CH3 C CH3 O O CH2 CH CH2
+
O H2C
m 2 HO
C CH3 CH3
OH
CT 150-170℃
OH O CH2 CH CH2 O n
CH3 C CH3
O O CH2 CH CH2