水性環氧樹脂固化劑研究3
環氧樹脂涂料具有硬度高、耐磨性好、附著力高和耐化學藥品性能優異等特點,廣泛應用于涂裝領域。近年來隨著人們環保意識的不斷提高,許多相繼頒布了限制揮發性有機溶劑(VOC)的環保法規,涂料的水性化成為涂料發展的重要趨勢。目前國內外環氧樹脂的水性化技術主要分為乳化法和成鹽法2大類。乳化法指的是環氧樹脂的直接乳化、不用外加乳化劑的自乳化或水性環氧固化劑乳化,而成鹽法則是將環氧樹脂改性成富含酸或富含堿的樹脂,再用小分子質量的堿或酸進行中和。水性環氧固化劑乳化環氧樹脂是重要的水性化技術,它可以克服其他水性化方法的缺點。
四、水性環氧固化劑的研究進展
1、I型水性環氧固化劑
水性固化劑與水性環氧技術是同步發展的。對于工型水性環氧體系,要求固化劑既有固化功能又具有乳化功能。早研制成功的工型水性環氧固化劑是Thomas Swan公司的Casmide360及其改性產品Casmide362。早期采用酰胺化多胺用作I型水性環氧體系的固化劑,它雖然能使液體環氧樹脂乳化,但固化后的性能不佳,耐水性和耐化學性差,需對其加以改性才能保證固化后的性能接近溶劑型環氧樹脂涂料。
由于聚酰胺類固化劑乳化的環氧樹脂體系的適用期較短,固化的涂膜柔韌性較差,沖擊性能較差,涂膜偏脆的缺點,改性后的聚酰胺類固化劑性能仍不甚理想,因此用于I型水性環氧體系的固化劑主要是多胺一環氧加成物。常用的I型水性環氧固化劑大多都是將多元胺固化劑進行擴鏈、接枝、成鹽,在分子中引人非極性基因,使其成為具有親環氧樹脂分子結構的水分散型固化劑,同時它作為陽離子型乳化劑對環氧樹脂進行乳化,兩組分混合后可制成穩定的乳液。
目前使用較多的改性多胺固化劑是環氧-多胺加成物,環氧改性多胺固化劑常用的制備方法一般分為2種,1)采用多乙烯多胺與單環氧或多環氧化合物加成,將約60%的伯胺氫封閉,然后用雙酚A環氧與之加成,達到適當的親水親油平衡,再與甲醛反應進一步將伯胺氫羥甲基化,這種固化劑固化的環氧體系具有較好的光澤、硬度和耐化學品性;2)在多胺過量的情況下與雙酚A環氧加成,然后以脂肪族單環氧或芳香族單環氧化合物封閉伯胺氫,合成后以水或水溶性有機溶劑稀釋,所得的加成物為澄清溶液,后,加成物用醋酸中和部分的胺氫。
Shimp等采用低分子質量環氧樹脂與多乙烯多胺反應生成多胺一環氧加成物,再經單環氧化合物將其封端,并用醋酸中和部分的仲胺,以調節固化劑的HLB和降低固化劑的反應活性,延長適用期。后來,開發了一些新的I型水性固化劑技術,不需采用有機酸成鹽。如Stark等采用環氧樹脂與過量的間苯二甲胺反應生成端環氧胺加成物,再與端羧基聚醚醇反應生成酰胺一胺,再經封端得工型水性環氧固化劑。










































