室温固化柔韧性水性环氧固化剂的合成与性能
自乳化水性环氧固化剂的合成及性能
自乳化水性环氧固化剂的合成及性能钱瑞;马尚权;赵建国;张进;张姗姗;张童【摘要】A novel self-emulsified waterborne epoxy curing agent was synthesized from single epoxy compound (AGE) as capping agent,the epoxy resin (E44) as chain extender and triethylene tetramine(TETA) as raw materials.The structure of the waterborne epoxy curing agent was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR),and the effects of synthesis conditions on the film-forming properties of the waterborne curing agent were also studied.The infrared test results showed that the characteristic peaks of the epoxy group disappeared and the epoxy groups were all involved in the reaction.The film performance test showed that the molar ratio of n(AGE) ∶n(E-44) ∶n(TETA) was4.5∶1.0∶3.0,the salifying ratio of aceti c acid was 10％,the curing agent could provide excellent properties,such as film appearance,adhesion and salt fog resistance.%采用单环氧化合物(AGE)为封端剂,环氧树脂(E44)为扩链剂,以三乙烯四胺(TETA)为原料,合成了一种具有自乳化效果的水性环氧固化剂.采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对合成的水性环氧固化剂结构进行了表征,研究了合成条件对该水性固化剂成膜性质的影响.红外测试结果显示:环氧基团特征峰消失,环氧基全部参与了反应;涂膜性能测试表明:n(AGE)∶n(E44)∶n(TETA)=4.5∶1.0∶3.0时,醋酸成盐率为10％,所得涂膜外观、耐盐雾性能最佳.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2018(048)003【总页数】6页(P28-33)【关键词】水性环氧固化剂;三乙烯四胺;自乳化;环氧树脂【作者】钱瑞;马尚权;赵建国;张进;张姗姗;张童【作者单位】华北科技学院安全工程学院,河北廊坊065201;华北科技学院安全工程学院,河北廊坊065201;山西大同大学炭材料研究所,山西大同037009;山西大同大学炭材料研究所,山西大同037009;山西大同大学炭材料研究所,山西大同037009;山西大同大学炭材料研究所,山西大同037009【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4环氧树脂物理性能和附着性能优异，机械强度高且耐高温，因而在绝缘材料、涂料及胶粘剂等领域有着广泛的应用[1-2]。
水性环氧固化剂的合成与表征
水性环氧固化剂的合成与表征作者：梁鸿文,胡国文0 引言环氧树脂具有优良的附着性.热稳固性.耐化学品性.绝缘性及机械强度[1]等而普遍运用于涂料.粘合剂及复合伙料等各个范畴.经常运用的环氧树脂因需运用有机溶剂而限制了其在涂料.胶粘剂行业中的大范围运用.跟着人们对情况呵护请求的日益急切和严厉,环氧涂料的水性化是其成长的重要趋向之一[2],而制备与之匹配的固化剂是环氧涂料水性化的症结.水性环氧涂料固化剂多采取多元胺,但为了改良多元胺与环氧树脂的相容性,平日对其改性,如酰胺化,或运用聚酰胺和环氧-多胺加成物,今朝运用最多的是环氧-多胺加成物[3-4].跟着固化剂临盆技巧的不竭成熟和提高,水性环氧树脂涂料的用处将越来越普遍[5-6].这里是中国--0树脂在线7的文章概述本文先用聚乙二醇改性环氧树脂,使其具有亲水性,再用二乙烯三胺.三乙烯四胺及四乙烯五胺分离与改性的环氧树脂合成固化剂.并以该固化剂与环氧树脂乳液复配,检测它们的机能.1 试验部分1．1 试验原料环氧树脂E-12.E-20.E-44.E-51:工业级,广州春风化工厂;聚乙二醇(PEG):PEG600.PEG800.PEG1000:剖析纯, 广州杰途化工有限公司;二乙烯三胺(DETA).三乙烯四胺 (TETA).四乙烯五胺(TEPA).盐酸:剖析纯,上海化学试剂有限公司;乙二醇乙醚:化学纯,上海诚心化工有限公司;丙酮: 工业级,广州东红化工厂.1.2 合成1.2.1 水性环氧树脂乳液在三口烧瓶中参加计量的聚乙二醇和E-12,水浴加热至70~80℃,搅拌平均,再滴加催化剂溶液并在75~85℃温度下反响2~3h.在反响初期0·5h内,将水浴温度调至60℃, 以移走系统的反响热.然后每0·5h取样一次,测定环氧基含量至设计值停止反响,得到环氧树脂疏散用的乳化剂.将该乳化剂和环氧树脂E-51参加三口烧瓶,加热至75℃后在较低的转速下迟缓滴加去离子水,待水加完后再在较高转速下疏散一准时光,得到请求的水性环氧树脂乳液.1.2.2 固化剂的合成(1)改性环氧树脂的合成在装有冷凝管.温度计.搅拌和恒压漏斗的四口烧瓶中参加计量的环氧树脂和聚乙二醇,以乙二醇乙醚作溶剂,水浴加热至系统温度80℃后滴加催化剂溶液,使系统在恒定温度下反响.反响进程中每0·5h取样1次,测定环氧基含量至设计值停止反响.得到改性的环氧树脂.(2)固化剂的合成在三口瓶中参加必定量的多乙烯多胺和溶剂,升温至 70℃,搅拌平均后迟缓参加改性环氧树脂,并实时移走反响热.然后保温反响数小时,再参加必定量的去离子水,搅拌平均后停止反响.得水性环氧固化剂.1.2.3 水性环氧清漆的配制按n(环氧)∶n(胺氢)=1∶1称取必定量的水性环氧乳液和固化剂,参加少量的去离子水,较高转速下参加消泡剂.聚结剂.流平剂和成膜助剂,搅拌几分钟,再参加增稠剂,持续搅拌几分钟,得水性环氧清漆.1.2.4 耐碱性取一块50mm×50mm的试样,放入20%的NaOH溶液中,不雅察从样片上开端冒泡的时光,3min内不冒泡为及格.1.2.5 剖析测试和表征(1)胺值的测定称取10000g样品,倒入250mL烧瓶中,参加50mL乙醇并煮沸1min以除去样品中的游离胺,冷却至室温,参加溴酚蓝指导剂.在不竭搅拌的同时,用0.2mol/LHCl滴定至颜色由蓝色变成黄色.(2)环氧值的测定准确称取0·5000~1·5000g环氧树脂乳液,置于150mL 锥形瓶中,参加20·0mL现配的盐酸-丙酮溶液(浓盐酸 1mL,溶于40mL丙酮中),塞紧瓶塞,摇匀,使试样完整消融. 将样品放置于阴凉处1h,滴加2~3滴甲基红指导剂,然后用 0·1mol/LNaOH尺度溶液滴定,溶液色彩由红变黄为终点.同时进行空白试验.环氧值的盘算办法如下:(3)红外光谱采取德国布鲁克光谱仪器公司Vector22型傅里叶红外光谱仪测定.2 成果与评论辩论2.1 改性环氧树脂的合成2.1.1 环氧树脂相对分子质量的影响分离以E-51和E-44与PEG800按质量比2·4∶1的比例合成改性环氧树脂,其影响见表1.从表1可看出,E-51的耐碱性优于E-44,这是因为原料相对分子质量越大,其对应固化剂交联密度就会越低,成膜致密性也响应越低,从而其耐碱机能也越差.表1 环氧相对分子质量对涂膜耐碱机能的影响2．1．2聚乙二醇相对分子质量的影响以不合相对分子质量的聚乙二醇与E一51按质量比2．4：1的比例合成改性环氧树脂,其影响见表2.表2 PEG相对分子质量对涂膜耐碱-1生的影响从表2可以看出,以PEG800为原料合成改性环氧树脂所制备的固化剂复配乳液固化成膜后的耐碱时光最长,复配乳液的沉淀量也比较少.而PEGl000的耐碱机能要弱于前者,这是因为聚乙二醇链段变长造成交联密度降低所致.PEG600耐碱时光较短,复配乳液也有较多沉淀.这是因为固化机能的利害不但取决于固化剂交联密度的大小,与固化剂乳化才能的大小也有关系.采取较小相对分子质量的聚乙二醇为原料合成的改性环氧树脂制备的固化剂分子构造中亲水链段较短,乳化才能较差,因而复配乳液的沉淀也较多.又因为固化剂乳化才能缺少,会使得复配乳液系统粒径较大,影响固化时成膜的致密性,从而造成耐碱性降低.是以,采取E-51和PEG800为原料合成改性环氧树脂.原料配比的影响表3为E一51和PEG800在不合配比下合成的环氧树脂的机能.表3 E一51和PEG800不合配比对涂膜耐碱机能的影响从表3中可以看出,当原料配比为2．4：1时合成改性环氧树脂所制备的固化剂复配乳液固化成膜后的耐碱时光是最长的.而当配比为2．8：1时其耐碱机能有所降低,同时复配乳液的沉淀也较多.这是因为当配比较大时环氧树脂过量较多,最终合成的固化剂乳化才能缺少所致.当原料配比为2：1时合成改性环氧树脂所制备的固化剂复配乳液固化成膜后具有较好的耐碱机能,并且复配乳液的稳固性也较好,但是斟酌到副反响的消失会消费失落一部分环氧基团,从而使得2：1配比下可能会有少量的聚乙二醇未能完整反响.因而选用2．4：1的配比作为合成改性环氧树脂的最佳原料配比.2．2固化剂的合成2．2．1 多胺对固化机能的影响以不合的多乙烯多胺与环氧树脂反响合成固化剂,对涂膜耐碱性的影响见表4.表4不合多胺对涂膜耐碱机能的影响从表4可以看出,以TEPA为原料时,反响进程中产生凝胶现象,这是因为TEPA含有较多仲胺基,反响时支化程渡过高,生成了网状交联构造.以TETA为原料合成固化剂配制的涂料涂膜耐碱时光比DETA要长,这是因为TETA比DETA多1个仲胺基,所合成的固化剂交联密度要高于DETA,从而使固化后涂膜的耐碱时光要长.2．2．2反响温度对固化机能的影响表5是不合反响温度对三乙烯四胺与改性环氧树脂反响进程或所得固化剂的耐碱时光的影响.表5反响温度对涂膜耐碱机能的影响从表5可以看出,在雷同反响时光内,反响温度为50℃时合成的固化剂配制的涂料涂膜的耐碱时光比70℃时所得固化剂配制的涂料涂膜的耐碱时问要短许多.这是因为50℃下反响 2 h,系统还没达到适合的反响程度,而在70℃下反响 2 h则根本反响完整,因而耐碱性较好.80℃下反响系统会产生凝胶,这是因为反响温度升高使胺基上的氢和环氧基的反响活性升高,使得部分位于链段中央的仲胺基介入反响,支化程度大大增长,形成交联网状构造,从而消失凝胶.2．2．3 反响时光的影响图1是反响时光一环氧质量摩尔浓度关系图.从图l可看出,反响2 h后环氧基质量摩尔浓度削减很迟缓.表6是反响时光对涂膜耐碱时光的影响.表6反响时光对涂膜耐碱机能的影响图1反响时光一环氧基质量摩尔浓度关系图从表6可看出,反响0．5 h时,因为反响不充分,用所得固化剂配制的涂料涂膜耐碱时光较短,用反响 2 h和反响 4 h所得固化剂配制的涂料涂膜的耐碱时光相差不大,再联合图1,为节俭时光,选择合成固化剂的时光为2 h.2．3红外光谱图环氧树脂.改性环氧树脂及固化剂的红外谱图见图2.图2红外光谱从图2可以看出,在3420 cm.邻近固化剂有一个异常宽的接收带,这是伯胺伸缩振动接收带矽(NH：)与缔合的羟基伸缩振动接收带矽(0一H)重叠的成果.三种化合物均在1612 cm.1处均有一个显著的芳环骨架振动接收带.在829 cm.处,从E一51.改性环氧树脂至固化剂有一个慢慢削弱的接收带,这是环氧基否决称振动接收带,因为环氧基不竭被消费,所以其强度慢慢削弱(个中固化剂是以三乙烯四胺与改性环氧在70℃下反响合成的).3 结语以E一51和PEG800为原料在80℃下反响合成改性环氧树脂,其质量比为2．4：1,又以三乙烯四胺与改性环氧树脂在70℃下反响 2 h,合成了水性环氧固化剂.这种固化剂与环氧树脂相容性好,与环氧树脂配制的涂料具有优秀的耐碱机能.。
新型水性环氧树脂固化剂合成及性能的研究_陈奕汐
1. 3. 2 含聚乙二醇的非离子型水性固化剂 （ 1） 在带有搅拌器、冷凝管和温度计的三口瓶
中加入计量的双酚 A、环氧氯丙烷、乙醇和催化剂， 在 60 ～ 80 ℃ ，反应 4 ～ 8 h。（ 2） 将得到的化合物 通过滴液漏斗逐步向计量的二乙烯三胺中滴加， 生成环氧胺加成物，温度保持 60 ～ 80 ℃ ，反应 2 ～ 6 h。（ 3） 在带有搅拌器、冷凝管和温度计的三口
1 实验部分
1. 1 原料和试剂 表 1 为合成水性固化剂的原料和试剂。
表 1 原料和试剂 Table 1 Materials and reagents
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Materials and reagents 双酚 A / Bisphenol A 环氧氯丙烷 / Epichlorohydrin 氢氧化钠 / Sodium hydroxide 聚乙二醇 1000 / Polyethylene glycol 1000 聚乙二醇 2000 / Polyethylene glycol 2000 二乙烯三胺 / Diethylenetriamine
目前，最典型的水性固化剂是由低分子环氧 树脂与多 乙 烯 多 胺 反 应 生 成 环 氧-胺 加 成 物，再
以单环氧化合物封闭活性高的伯胺氢，然后与有 机酸成盐制备而成。该类固化剂的优点是，由于 在多元胺分子链中引入环氧树脂分子链使其与 环氧树脂相容性好，而且通过改变有机酸的用量 可以调节固化剂的亲水亲油平衡值（ HLB） ，使之 能较好地乳化液体环氧树脂。该水性固化剂制 备方法虽然已有成熟的工艺路线，但是在实际操 作中，多乙烯多胺活性高，与环氧树脂反应剧烈， 容易发生 枝 化 反 应，不 易 控 制。 通 常 的 情 况 下， 为了防止发生凝胶，胺需要大大过量，然而，游离 多乙烯多胺 的 沸 点 高，不 易 完 全 脱 除，需 要 投 入 大量的能源和资 金，实 验 和 生 产 的 成 本 大 大 的 增加［1］。
水性环氧地坪性能特点及施工工艺
水性环氧地坪性能特点及施工工艺水性环氧地坪水性环氧树脂是指环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。
固化效果是衡量水性体系产品的重要指标。
水性环氧树脂体系的固化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。
对于水性环氧树脂涂料，其固化是否充分主要取决于以下两个因素：一是环氧树脂分散相粒子的粒径，在保证水性环氧固化剂用量相同的情况下，环氧树脂分散相粒子的粒径较小时，粒子表面的固化剂浓度较为适中，表面固化速度较慢，固化剂分子有足够的时间扩散到整个环氧树脂分散相粒子，使之固化完全，因而可以形成均匀、完全固化的涂膜；二是环氧固化剂与环氧树脂的相容性，提高环氧固化剂与环氧树脂的相容性，有利于水性环氧树脂乳液分散后体系的稳定性，并且两者的相容性越好，环氧固化剂越容易向环氧树脂微粒内部扩散，有利于固化反应的进行。
水性环氧地坪原理双组分反应性涂料都有一个适用期的问题。
由于水性环氧树脂体系与溶剂型环氧树脂体系的固化成膜机理有所不同，因而适用期的判断准则也不完全相同。
对溶剂型环氧树脂体系，体系的粘度随搁置时间的延长而不断增大，故该体系的适用期可用粘度随时间的变化来表示，即从两个组分混合至体系粘度增大到无法施工的时间。
但对水性环氧树脂体系，则不能用体系粘度随时间的变化来判定，环氧树脂乳液以及相应配得的清漆都会显示出触变性和假塑性，属于典型的水分散体系。
水性环氧树脂涂料的两个组分混合后体系粘度变化比较复杂，有的体系的粘度随搁置时间的延长逐步增加，而有的体系粘度在两个组分混合后迅速下降，并在较长时间内基本保持不变。
水性环氧适用场所1）混凝土表面：适用于潮湿的基材表面的工业地坪涂料；游泳池和储水池的内壁防护涂料；学校、超市和地下车库的对硬度耐磨性要求较高的地坪涂料等。
2）配套封闭底漆：适用于潮湿的基材表面的配套底漆。
水性环氧混凝土性能及施工工艺
水性环氧混凝土产品介绍水性环氧砂浆（混凝土）添加剂由水性环氧树脂和水性环氧固化剂组成，与水泥砂浆（混凝土）有良好的配伍性。
添加到砂浆（混凝土）中，通过水性环氧的交联固化及水泥的水化作用形成具有空间网状结构的高性能的有机-无机复合材料体系，起到增强、抗渗和抗化学品作用，可在潮湿界面和环境下快速固化，不产生龟裂，适应于水利、地下人防工程、道路桥梁等建筑物的缺陷修补粘结，亦可作防渗补漏材料。
【特性】以水作为分散介质，环保，对人体无毒害，不燃，存储、运输、使用均安全；热膨胀系数与砼接近，故不易从这些被粘结的基材上脱开，耐久性能优异；砂浆（混凝土）的力学性能、粘结强度、抗渗性能及耐腐蚀性显著提高；可在干燥、低温、潮湿和水下等恶劣环境中固化，潮湿面粘结性能优；和易性好，操作施工简便，同一般的水泥砂浆（混凝土），工具可用水清洗；成本低，仅为环氧树脂砂浆的30～50%。
【指标】组分H203A H203B外观浅色粘稠液体淡黄色粘稠液体固含量95~98％49～51％PH 7～8 8～9配比A：B：水：水泥：砂子＝1：1.5：4～5：10～15：20～30A、B混合物适用期（25℃）0.5小时抗压强度mpa（28天）60～90抗折强度mpa（28天）12～16抗拉强度mpa（28天）5～9粘结强度mpa（28天）3～6【使用方法】水性环氧砂浆（混凝土）添加剂由两个组分组成，先将组分A加入一个清洁备用桶内，然后按比例加入组分B，可添加一定比例的水调节，充分搅拌，混合后添加到砂浆（混凝土）混匀即可使用；聚合物混凝土的一般配比：灰砂比C/S（水泥：砂子）＝1：2～3；聚灰比P/C（聚合物：水泥）＝0.2～0.3：1；水灰比W/C（水：水泥）＝0.3～0.4：1。
【注意事项】配比：使用称量工具按产品的配比严格称取水性环氧树脂、水性环氧固化剂、水等各组分的重量；舀取：舀取水性环氧树脂、水性环氧固化剂要使用各自的勺子，切记勿交叉使用，否则导致原材料报废；混合：使用低速搅拌器将混合的水性环氧树脂和水性环氧固化剂充分搅拌5～10分钟，直到混合物变成白色且均匀一致，搅动时没有明显痕迹，工具和容器清洗时毫无粘滞感，然后一边搅拌一边加水；混合量：按施工现场环境（主要是温度）和施工速度（主要是参与人数和作业难度）严格控制每次水性环氧混合物、砂浆（混凝土）的量，尤其在户外施工作业，应将水性环氧原材料储放在阴凉干燥处及在阴凉处完成混合作业，否则产品混合过多凝胶作废；加水量：根据产品的最终使用要求决定加水量，加水量越少，产品性能越好；同时如果加水太多水泥砂浆拌和太稀，易出现水泥制品收缩、踏落、开裂等常见问题；施工：预先将施工旧界面的尘渣清除干净并保持干燥，使用水性环氧稀释液（水性环氧树脂：水性环氧固化剂：水＝1：1.5：3～5）将旧界面涂刷一次，然后再施工水泥砂浆；清洗：施工完请及时将工具用水清洗干净。
自乳化水性环氧固化剂的合成与性能
自乳化水性环氧固化剂的合成与性能沈志明;李娟;李安宁;朱殿奎;李晴;杨亚萍【摘要】在三乙烯四胺(TETA)的分子链段上通过加成、扩链,将亲水性多乙烯多胺改性成为既亲水又亲油的两亲性化合物,再经封端工艺合成了自乳化水性环氧树脂固化剂,该固化剂兼具乳化和固化功能.实验研究了固化剂的合成工艺及漆膜各项性能,结果表明,所合成的自乳化水性环氧固化剂具有良好的乳化环氧树脂的功能,所制备的水性环氧树脂涂膜具有良好的铅笔硬度、耐冲击性、附着力、耐水和耐化学品性,且适用期较长.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2016(042)002【总页数】5页(P30-34)【关键词】水性环氧树脂;自乳化固化剂;合成;扩链;封端【作者】沈志明;李娟;李安宁;朱殿奎;李晴;杨亚萍【作者单位】江苏丰彩新型建材有限公司,江苏南京 210000;江苏省既有建筑绿色化改造工程技术研究中心,江苏南京 210000;江苏丰彩新型建材有限公司,江苏南京 210000;江苏省既有建筑绿色化改造工程技术研究中心,江苏南京 210000;江苏丰彩新型建材有限公司,江苏南京 210000;江苏省既有建筑绿色化改造工程技术研究中心,江苏南京 210000;江苏丰彩新型建材有限公司,江苏南京 210000;江苏省既有建筑绿色化改造工程技术研究中心,江苏南京 210000;江苏丰彩新型建材有限公司,江苏南京 210000;江苏省既有建筑绿色化改造工程技术研究中心,江苏南京210000;江苏丰彩新型建材有限公司,江苏南京 210000;江苏省既有建筑绿色化改造工程技术研究中心,江苏南京 210000【正文语种】中文【中图分类】TQ584+.31环氧树脂粘结性好，固化收缩率低，机械性能优异，并具有良好的耐腐蚀、耐溶剂及电绝缘性，在化工、电器、建筑、航空等领域有着广泛的应用。
传统的环氧树脂都是溶剂性，造成大量的VOC污染环境，同时，溶剂的挥发及易燃性使环氧树脂在施工、运输、存储方面存在较大的安全隐患，对人体健康也造成不利的影响，而且溶剂的大量使用也会使应用成本提高，因此以水代替溶剂的水性环氧树脂成为近年新的发展趋势，作为一种环境友好型产品，得到了越来越广泛的关注[1-3]。
水性环氧树脂合成及其性能研究报告
个人资料整理仅限学习使用目录1.引言 (2)2.实验 (5)2.1仪器与试剂 (5)2.2实验方法 (5)2.3表征 (6)3.结果与讨论 (6)3.1反应机理 (6)3.2红外吸收光谱 (6)4.结论 (7)参考文献 (7)致谢 (9)水性环氧树脂的合成及其性能研究孙衎，安徽师范大学化学与材料科学学院摘要：本研究以丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸(AMPS>为水性单体，对环氧树脂E51进行改性。
此共聚物不需中和，就能获得良好的水分散性。
设计出了AMPS 改性环氧树脂的反应路线，通过正交实验和对比实验，对反应物配比、聚合温度和引发剂用量等反应条件进行了优化，并探讨了影响反应稳定性的因．个人资料整理仅限学习使用素。
由于AMPS的高聚合活性，须采用一些较为特殊的单体滴加方法，以保证共聚反应的稳定进行。
关键词：环氧树脂；丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸(AMPS>；接枝反应；水溶性Synthesis and Performance Study of Water-soluble Epoxy ResinSun Kan, College of Chemistry and Materials ScienceAbstract: The epoxy resin emulsion derived from chemical method received much attention due to absence of surfactant. It is characteristic of self-emulsification, dispersoid particle was small at nano level. The modifier reported in the literature to prepare anionic epoxy resin was mostly acrylic monomers. Epoxy resin can obtain water-disposabilityafter carboxyl group was introduced and neutralized. The emulsion prepared by this approach only could keep stable under the alkalescent circumstance. If pH value vary, the system tend to agglomerate or gelate which is bad to preservation and untilization.Key words: epoxy resin, 2-acrylamido-2-methyl-l-propanesulfonic acid, graft polymerization, water solubility1.引言环氧树脂(Epoxy resin>是泛指含有两个或者两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并通过环氧基团反应形成的热固性产物的高分子低聚体，是一种从液态到粘稠态、固态多种形态的物质。
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。
室温固化环氧胶成分分析,环氧胶配方开发及生产工艺
室温固化环氧胶成分分析，配方技术开发及应用导读：本文详细介绍了室温固化环氧胶的背景，特性，配方等等，需要注意的是，本文中所列出配方表数据经过修改，如需要更详细的内容，请与我们的技术工程师联系。
苏州禾川化学引进国外尖端配方解析技术，致力于室温固化环氧胶成分分析，配方还原，研发外包服务，为胶黏剂相关企业提供一整套配方技术解决方案。
一.背景室温固化环氧胶通常是指室温下为液状的，调制后可于室温20～30℃条件下几分钟到几小时内凝胶，于不超过7d的时问内完全固化并达到可用强度的一类胶粘剂。
室温固化的胶粘剂在使用时具有省时、省力、省工、节省能源、使用方便等一系列优点，不仅可以降低胶粘剂成本，而且可以简化加工过程，特别适用于大尺寸部件的高温维修及收缩材料的粘接。
二．室温固化环氧胶2.1室温固化环氧胶特性室温固化环氧胶，按照其结构可分为结构型和非结构型两大类;按照包装形式可分为糊状双组分和单组份，常见的为双组分形式;目前，室温固化环氧胶的研究方向主要有两个：室温快固化环氧胶和室温固化耐热环氧胶。
在环氧树脂众多的固化体系中，室温固化体系以其低廉的操作成本，灵活的操作以及优良的综合性能成为应用中的首选体系，是其它热固化体系所不能替代的。
室温固化环氧胶的优点主要表现在以下几个方面：1)力学性能较好:只要保证足够的固化时间,室温固化的环氧树脂体系也能达到和热固化体系差不多的力学性能；2)成本低廉:室温固化环氧树脂体系的固化条件是自然条件,不需要其他的加热设备、加热载体和热源；3)应用面极广:可适合露天作业和大型工程实施，也可用于其他无法进行热处理的场合。
2.2.1室温快固化环氧胶室温快速固化环氧胶因固化快、强度高、耐久性好、储存稳定、粘接材料广泛等一系列优点，在航空、航天、汽车、轮船、机械制造、电子等工业以及日常生活中得到广泛应用,是一种国内急需、不可替代的化工材料;目前市面上的室温快速固化环氧胶大致分为：修补胶、密封胶、灌封胶等；室温快速固化环氧胶主要是采用高活性树脂、快速固化剂和高效促进剂；高活性环氧树脂是环氧胶快速固化的基础，快速固化剂是环氧胶黏剂快速固化的关键，快速固化剂有硫醇型固化剂。
水性环氧树脂的合成及其性能
水性环氧树脂的合
02
成方法
原材料选择
环氧树脂
应选择低粘度、高纯度、低含水量的环氧树 脂，以保证合成反应顺利进行。
引发剂
选择适当的引发剂，以控制聚合反应速率， 提高分子量分布均匀性。
乳化剂
需选用适宜的乳化剂类型和用量，以实现环 氧树脂在水中的良好分散和稳定性。
溶剂
采用水作为溶剂，环保且易于获取，同时需 要控制水的纯度和用量。
பைடு நூலகம்
环保与可持续性
低VOC排放
水性环氧树脂以水为溶剂，减少 了有机溶剂的使用，从而降低了 挥发性有机物（VOC）的排放，
有利于环境保护。
资源节约
水性环氧树脂的合成过程中，水 的循环使用可以减少资源的消耗
，提高资源的利用效率。
可持续发展
随着环保意识的提高和环保法规 的日益严格，水性环氧树脂作为 一种环保型材料，符合可持续发 展的趋势，具有广阔的市场前景
固化机理
水性环氧树脂的固化机理主要是通过与胺类、酸酐类等固化剂反应，形成三维网 络结构。
力学性能
硬度与耐磨性
水性环氧树脂具有较高的硬度和良好的耐磨性，可用于制造要求 较高的地面、墙面等涂层。
抗冲击性
水性环氧树脂涂层具有良好的抗冲击性能，在受到外力冲击时不易 开裂、剥落。
拉伸强度与弯曲强度
水性环氧树脂具有较高的拉伸强度和弯曲强度，适用于对力学性能 要求较高的结构件和零部件。
关键合成技术与控制参数
乳化技术
采用高速搅拌、超声波等乳化技术， 确保环氧树脂在水中充分分散，形成 稳定乳液。
温度控制
严格控制聚合反应温度，防止温度过 高导致副反应发生，影响产品性能。
搅拌速度
适当控制搅拌速度，有利于反应体系 中各组分的充分混合，提高反应均匀 性。
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。
水性环氧树脂乳化型固化剂固化特性研究(1)
水性环氧树脂乳化型固化剂固化特性研究秦卫，舒武炳，明杜（西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安710129）摘要：在多元胺中引入环氧树脂（EP ），再通过成盐反应，合成出含仲胺盐结构、可乳化液体EP 的固化剂；然后采用相反转法制备出稳定的水性EP 乳液。
结果表明：该固化剂在室温时具有一定的潜伏性（水性EP 乳液室温储存期超过14d ），而在较高温度时具有快速固化的特点。
仲胺盐的起始分解温度（T i ）约为113℃，当固化温度较低时，仲胺盐热分解反应难以进行，封闭的仲胺基与环氧基的固化反应难以发生，表现为成盐率越高，乳液凝胶时间越长；当固化温度>T i 时，仲胺盐快速热分解后释放出被封闭的活性仲胺基，乳液可快速固化，成盐率对乳液凝胶时间的影响不大。
各固化膜均具有较低的吸水率（<3.1%），其耐水性和耐丙酮性能优良，但耐强酸、强碱性能较差且随固化剂成盐率提高而下降。
关键词：环氧树脂；固化剂；固化性能；凝胶时间中图分类号：TQ314.256文献标识码：A文章编号：1004－2849（2011）02－0009-04收稿日期：2010-10-21；修回日期：2010-12-29。
作者简介：秦卫（1984-），女，河北石家庄人，硕士，主要从事高聚物的合成与改性等方面的研究。
E-mail ：siji.student@ 通讯作者：舒武炳。
E-mail ：wbshu@0前言环氧树脂（EP ）因含有多种极性基团和高活性环氧基团而具有较高的内聚力，故其对被粘接材料（尤其是高表面活性材料）具有较高的胶接强度；另外，EP 固化过程中基本上无低分子挥发物产生，故其尺寸稳定性较高。
因此，EP 作为一种热固性树脂，以其强度高、硬度好、电绝缘性能佳和固化收缩率低（材料内应力小）等优势，在诸多领域中得到广泛应用[1]。
传统溶剂型EP 在使用过程中会挥发出大量有机溶剂，从而不利于环保，因此水性EP 体系研究已成为重要课题之一[2]。
一种水性环氧固化剂的合成与性能研究
本文合成的水性环氧固化剂, 其制备工艺比较 简单. 首先利用聚乙二醇的端羟基在路易斯酸的催 化下与环氧树 脂的端环氧基在较低温 度下发生反 应, 在固化剂分子中引入强亲水性的柔性聚醚链段, 以提高固化剂的亲水性, 然后把此步反应所得产物 和低分子量的环氧树脂按一定比例混合对三乙烯四 胺进行改性, 在固化剂分子中引入环氧树脂链段, 以
一种水性环氧固化剂的合成与性能研究*
熊远钦 , 邓红霞, 彭 桦, 夏新年, 李海军, 徐伟箭
( 湖南大学 化学化工学院 , 湖南 长沙 410082)
摘 要: 合成了一种室温固化水性环氧树脂固化剂. 采用聚乙二醇( P EG- 2000) , 双酚
A 型环氧树脂( CYD- 128) 以及三乙烯四胺( T ET A) 为原料, 将 PEG- 2000 和 CYD- 128 在
在装有搅拌器和温度计的三口烧瓶中, PEG2000 和 CYD- 128 按一定摩尔比投料, 开启搅拌器, 在温度为 55 左右时加入几滴三氟化硼乙醚作为 催化剂, 然后把温度升高至 75 , 在此温度下考察 反应时间对 CYD 128 环氧转化率的影响, 得到具有 乳化功能的端环氧齐聚物 A. 实验结果如图 2 所示.
( Co lleg e of Chemistry and Chemica l Eng ineering , H unan U niv, Changsha, H unan 410082, China)
Abstract: A w at erbo rne curing agent f or epo xy resin was sy nt hesized by using P EG- 2000, T riet hy lene tet ramine ( T ET A) and Bispheno l A didycidyl et her ( CYD- 128) . Firstly , in order to incor por at e the hy drophilic and sof t polyet her segm ent into t he mo lecular st ruct ure of cur ing agent , PEG- 2000 react ed w it h CYD- 128 w it h L ew is acid as t he cat alyst . Secondly , in o rder to incor por at e t he epox y resin m olecular chain segm ent int o the mo lecular st ruct ur e of curing agent t o im pro ve t he compat ibilit y of t he curing ag ent w it h t he w at erbor ne epox y resin, T ET A w as modified w it h t he product o f t he f irst st ep and low w eight ep o xy resin . F inally , deio nized w ater w as continuo usly added t o adduct up t o 50% solid cont ent .