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环氧树脂水性化的方式

来源:/news/75.html 发布日期:2018-10-08

环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例░,主要用作防腐蚀漆•●、金属底漆•●、绝缘漆░,但杂环及脂环族环氧树脂制成的涂料能够用于户外。

依据制备办法的不同░,环氧树脂水性化主要有以下四种办法:机械法•●、化学改性法•●、相反转法和固化剂乳化法等。

1•●、机械法机械法即直接乳化法░,可用球磨机•●、胶体磨•●、均氏器等将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末░,然后参加乳化剂水溶液░,再经过机械搅拌将粒子分散于水中;或将环氧树脂和乳化剂混合░,加热到恰当的温度░,在剧烈的搅拌下逐步参加水而构成乳液。用机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单░,所需乳化剂用量较少░,但乳液中环氧树脂分散相微粒尺寸较大░,粒子外形不规则且尺寸散布较宽░,所配得的乳液稳定性差░,粒子之间容易互相碰撞而发作凝结现象░,并且该乳液的成膜性能也欠佳。当然搅拌分散时的温度能够促进乳化剂分子在环氧树脂微粒外表更为有效地吸附░,使得环氧树脂微粒能较为稳定地分散在水相中。

2•●、化学改性法化学改性法又称自乳化法░,行将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上░,或嵌段或接枝░,使环氧树脂取得自乳化的性质░,当这种改性聚合物加水乳化时░,疏水性高聚物分子链就集聚集成微粒░,离子基团或极性基团散布在这些微粒的外表░,由于带有同种电荷而互相排挤░,只需满足一定的动力学条件░,就可构成稳定的水性环氧树脂乳液░,这是化学改性法制备水性环氧树脂的根本原理。依据引入的具有外表活性作用的亲水基团性质的不同░,化学改性法制备的水性环氧树脂乳液可分为阴离子型•●、阳离子型和非离子型三种。

a•●、阴离子型

经过恰当的办法在环氧树脂分子链中引入羧酸•●、磺酸等功用性基团░,中和成盐后的环氧树脂就具备了水可分散的性质。常用的改性办法有功用性单体扩链法和自在基接枝改性法。功用性单体扩链法是应用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸•●、氨基苯甲酸•●、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反响░,在环氧树脂分子链中引入羧酸•●、磺酸基团░,中和成盐后就可分散在水相中。自在基接枝改性法是应用双酚A环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大░,在过氧化物作用下易于构成自在基░,能与乙烯基单体共聚░,可将丙烯酸•●、马来酸酐等单体接枝到环氧树脂分子链中░,再中和成盐后就可制得能自乳化的环氧树脂。

b•●、阳离子型

含胺基的化合物与环氧树脂反响生成含叔胺或季胺碱的环氧树脂░,再参加挥发性有机一元弱酸如醋酸中和得到阳离子型的水性环氧树脂。这类改性后的环氧树脂在实践中应用较少░,这是由于水性环氧固化剂通常是含有胺基的碱性化合物░,两个组分混合后░,体系容易呈现破乳和分层现象而影响该体系的运用性能。

c•●、非离子型

普通多在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团░,同时保证每个改性环氧树脂分子中有两个或两个以上环氧基░,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中构成乳液。如用分子量为4000~20000的双环氧端基乳化剂与环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合░,以三苯基膦化氢为催化剂反响░,可制得含亲水性聚氧乙烯•●、聚氧丙烯链端的环氧树脂░,该树脂不用外加乳化剂便可溶于水░,且耐水性加强。另外░,这种办法制得的粒子较细░,通常为纳米级░,前面两种办法制得的粒子较大░,通常为微米级。从此意义上讲░,化学法固然制备步骤多░,本钱高░,但在某些方面具有实践意义。

在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团░,同时保证每个改性环氧树脂分子上有两个或两个以上环氧基░,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中构成乳液。如先用聚氧乙烯二醇•●、聚氧丙烯二醇和环氧树脂反响░,构成端基为环氧基的加成物░,应用此加成物和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合░,以三苯基磷为催化剂反响░,可得到含有亲水性聚氧乙烯•●、聚氧丙烯链段的环氧树脂。这种环氧树脂不用外加乳化剂即可溶于水中░,且由于亲水链段包含在环氧树脂分子中░,因此加强了涂膜的耐水性。并且在引入聚氧化乙烯•●、氧化丙烯链段后░,交联固化的网链分子量有所提升░,交联密度降落░,构成的涂膜有一定的增韧作用。

3•●、相反转法相反转是一种制备高分子量环氧树脂乳液较为有效的办法░,II型水性环氧树脂涂料体系所用的乳液通常采用相反转办法制备。相反转原指多组分体系(如油/水/乳化剂)中的连续相在一定条件下互相转化的过程░,如在油/水/乳化剂体系中░,其连续相由水相向油相(或从油相向水相)的转变░,在连续相转变区░,体系的界面张力最低░,因此分散相的尺寸最小。通常的制备办法是在高剪切力条件下先将乳化剂与环氧树脂平均混合░,随后在一定的剪切条件下迟缓地向体系中参加水░,随着加水量的增加░,整个体系逐渐由油包水型转变为水包油型░,构成平均稳定的水可稀释体系。乳化过程通常在常温下░,关于固态环氧树脂░,常常需求借助于少量溶剂和加热使环氧树脂粘度降低后再乳化。

4•●、固化剂乳化法水性环氧树脂体系通常采用固化剂乳化法来制备水性环氧树脂乳液。这类体系中的环氧树脂普通预先不乳化░,而由水性环氧固化剂在运用前混合乳化░,因此这类固化剂必需既是交联剂又是乳化剂。水性环氧固化剂是以多胺为根底░,对多胺固化剂加成•●、接枝•●、扩链和封端░,在其分子中引入具有外表活性作用的非离子型外表活性链段░,对低分子量的液体环氧树脂具有良好的乳化作用。用固化剂乳化法制备水性环氧树脂体系的优势是在运用前由固化剂直接乳化环氧树脂░,不需思索环氧树脂乳液的贮存稳定性和冻融稳定性;缺陷是配得的乳液适用期短。

环氧树脂

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