水性環氧樹脂固化劑研究4
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。
2、Ⅱ型水性環氧固化劑
由于Ⅱ型水性環氧樹脂體系中的環氧樹脂已預先配成乳液,不需要水性環氧固化劑再對環氧樹脂進行乳化,因而只需具有交聯劑的功能。Ⅱ型水性環氧固化劑與工型水性環氧固化劑的改性具有相似之處,如聚酰胺樹脂與醋酸、磷酸或鹽酸反應得到銨鹽,再在醇醚類溶劑的輔助下溶于水而得到改性聚酰胺固化劑。
目前使用的Ⅱ型水性環氧固化劑主要是,采用嵌有親水性聚氧乙烯鏈段的脂肪胺或縮水甘油醚與環氧樹脂,或多乙烯多胺反應制得的環氧一胺類固化劑,或與二聚酸反應生成聚酰胺類固化劑,它利用聚氧乙烯鏈段的親水性使得固化劑可以穩定的分散于水中,而采用環氧樹脂作為擴鏈劑可以提高固化劑與環氧樹脂的相容性。
如Klein等采用聚氧乙烯二縮水甘油醚和雙酚A環氧樹脂反應得到環氧樹脂自分散體,再與聚氧丙烯二胺和異佛爾酮二胺反應生成環氧一胺類固化劑。Klein等采用雙酚A環氧樹脂、聚氧乙烯二縮水甘油醚和雙酚A反應得環氧樹脂分散體,再與多乙烯多胺反應生成端胺基環氧一胺加成物,后經封端得到Ⅱ型水性環氧固化劑。
間苯二甲胺雖是芳香胺,但它參與固化時又具有脂肪胺的性質,因此一些Ⅱ型水性環氧固化劑也是間苯二甲胺的改性產物。如日本三菱公司用間苯二甲胺與環氧氯丙烷在氫氧化鈉作用下生成環氧-胺加成物,用作水性環氧固化劑(商品代號G-328),具有優異的性能。而后,三菱公司將G-328與二元羧酸反應得到聚酰胺基胺類固化劑。也有采用脂環胺改性產物作為水性環氧固化劑的。如Vincent等將脂肪胺與環氧樹脂反應生成端環氧化合物,再與一種脂環胺(PACM)反應制得固化劑。
Ciba公司研究了一種新型Ⅱ型水性環氧固化劑,低活性的固化劑是一種水溶性的環氧一胺加成物,而高活性的固化劑是一種改性的水溶性環氧-胺加成物,通過2者的配比來調節固化劑的反應活性。它不需要采用聚結溶劑用于固體環氧分散體可制得O-VOC的環氧涂料。而傳統的Ⅱ型水性環氧體系需要加人聚結溶劑以降低樹脂的Tg以利于樹脂顆粒的聚結,這帶入了揮發性有機溶劑。而這種新型Ⅱ型水性環氧固化劑解決了這個問題。
五、結語
水性環氧涂料既具有溶劑型環氧涂料良好的耐化學品性、附著性、物理機械性、電氣絕緣性,又有低污染、施工簡便、價格便宜等特點。至20世紀70年代國外開發出水性環氧涂料技術以來,水性環氧涂料得到了廣泛的應用。而作為水性環氧體系配套使用的水性環氧固化劑,它的性質對涂膜的物理和化學性能有著至關重要的影響。在國外,對于水性環氧固化劑的研究較多,也有一些工業化的產品,但是價格昂貴。在國內,水性環氧固化劑的研究較少,鮮有成熟的產品。因此,開發具有自主知識產權的水性環氧固化劑對于我國涂料工業具有重大的意義。










































